發布時間：2022-04-08 09:37:42
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇工程地質論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
一、劃分工程地質勘查階段
（一）可行性研究勘查階段
可行性研究勘查階段科學的評價了擬建場地的穩定性以及適宜性。這一階段對工程地質工作的要求如下：1、考察當地的地質、地形地貌以及附近地區的工程地質資料等；2、在搜集資料的基礎上對場地的地層以及構造等工程地質條件進行了解；3、對于那些工程地質條件較為復雜的情況，要根據實際情況來測繪工程地質，開展勘探工作。
（二）初步勘查階段
在初步勘查這一階段，合理的評價建筑場地內建筑地段的地質狀況。這一階段的工程地質勘查工作如下：1、搜集一些可行性研究報告、建設規模等相關資料；2、對地層、構造、水質以及物理地質現象的成因、分部進行詳細的了解；3、對建筑材料的場地以及儲量進行合理的確定。
（三）詳細勘查階段
詳細勘查這一階段要與技術設計充分結合起來，并且在分析以及評價巖土工程的時候，要根據不同的建筑物來進行。詳細勘查可以為基礎設計、處理地基以及物理地質現象的防治提出了堅實的基礎。
二、高層建筑物的主要工程地質問題
本文主要分析了高層建筑物的工程地質問題，由于高層建筑物具有重大的負荷以及分布不均勻，一般情況下要采用深基礎，促使地基變形的深度加大。
（一）建筑物場地的穩定性問題
高層建筑物以及超高層建筑物地基變形會產生較大的影響，這一類建筑物的范圍不僅會影響地表的松軟土，而且也會影響到基巖風化帶。在高層建筑物中，不僅要重視地基土體的穩定性，而且要注重下臥層的穩定性。巖性以及成因類型、土體結構等都影響著下臥層的穩定性。所以，在選擇建筑場地的時候，要以城市地震基本烈度區劃為基礎，在勘探過程中驗證以及查明建筑場地周圍的地質結構，通過分析與比較選擇合適的建筑場地。
（二）基礎類型選擇的工程地質論證
目前，高層建筑的主要形式是指箱基、樁基以及復合基礎。第一，箱形基礎。其中箱形基礎的特點如下：較大的基底面積、整體性較好等特點。如果地基中的土體較為軟弱以及分布不均勻的時候，此時要選擇箱形基礎，這種形式不僅會減少建筑物的不均勻沉降，而且可以合理利用其中的空部分。第二，樁基。樁基包括了鋼管、墩基等幾個部分。樁基具備較高的承載能力，而且可以避免基坑邊緣的穩定性等問題。在上覆較厚軟土層的地基中比較適合使用樁基。所以要按照地基工程的實際施工條件來進行，選擇有效的樁基類型。第三，復合基礎。如果僅僅采用復合基礎這一種形式不能滿足高層建筑對地基強度以及變形的實際要求。如果在施工過程中出現了困難，此時要選擇箱基下樁基的復合基礎類型，采用復合地基處理來降低承載量。現階段，在實際施工過程中要采用深層攪拌樁。然而如果施工條件較為復雜，造價較高的時候，此時要結合建筑物的實際要求來進行，促使建筑物工程的順利開展。
三、加強高層建筑工程地質勘查工作的途徑
（一）詳細了解以及掌握建設單位對巖土勘測的要求
工程師在勘查工作開展之前，要詳細了解以及掌握建設單位對巖土勘測的要求，并且要充分結合工程的用途以及載荷大小，同時還要充分結合施工現場的實際情況編制科學的制度。另外在制定時間計劃的時候要聯系實際情況，注重資料整理、土木試驗等環節，對試驗、鉆探施工等技術提出了合理的要求。
（二）工程地質勘查人員要充分結合施工現場實際條件進行勘查工作
在開工之前，工程地質勘查人員要從實際情況出發做好勘測以及核實工作，并且要核對鉆機所使用鉆桿的尺寸以及長度，確保各部門技術參數滿足實際施工的具體要求。在巖土勘測這一工作中，要按照相關的規章制度來進行，選擇合理的鉆進方式。在測量高程和水位的時候，要選擇黃海高程，如果條件不合適要采用假定高程，等到施工工程結束之后來測量地下水位。同時工程師要核對以及驗收相關資料來確定相關數量，并且做好現場監督工作，提高勘查技術的質量。
（三）做好地質勘查工作，分析數據，做好整理勘查數據工作
在整理以及分析數據之后要查明現場等實際情況，促使施工工程的順利進行。同時還要檢測地基處理的質量，特別是做好記錄工作，認真分析相關數據，便于日后工作的順利進行，提高工程地質勘查的整體質量。
（四）加強回訪工作，查明其中的不良地質問題
為了能夠促使地基的質量與現實施工條件相符合，這就要采取有效的措施來檢測工程的質量，特別是對于那些施工過程中的數據域勘查報告不相符，此時要合理的分析，減少工程過程中的質量問題。
四、結語
現階段，在理論以及實踐上，工程地質勘查學科已經積累了豐富的經驗。然而隨著科學技術的快速發展，此時提升了土質檢查技術以及擴大了定性分析方法的運用情況，同時還提高了工程地質勘查的實際要求。隨著計算機技術的不斷發展，此時高層建筑工程地質勘查工作向著多元化的方向發展。
作者：肖軍單位：景德鎮市地質隊
1水文地質類型區概述
在一些比較復雜的地質環境下,如果存在地下水,則其和普通的水資源具有很大的相似性,主要表現在整體性和系統性等方面,通常也會表現出再生性和可調節性。可以通過對賦存環境進行系統勘查,劃出不同的單元系統,水文地質類型在劃分區域的時候,通常都是將賦存環境相類似的地下水地貌地質歸為一類,這樣做可以更好地進行系統性的管理。
1.1水文地質類型區的定義
所謂水文地質類型區,就是根據巖層下面地下水的分布形態、地貌特點以及含水層的成因相似性即其附近的巖石結構條件等內容對地下水進行不同區域的劃分,使其按照各自的特點形成獨立或相對獨立的地下水分布區域。
1.2水文地質類型區的特征
在將地下水劃分為不同水文地質類型區時,要使其形成一定的特色,即能夠與其他水文地質類型區有著明顯的不同特征。一般來講,每個水文地質類型區獨特的特征應該從地下水的流域面積及水流流動特點開始分析,并對其周邊的地質與水文地質情況進行調查,指出其在自身空間范圍內的地下水存儲與運動,以及其自我補給、徑流和排泄的方式和過程。
1.3水文地質類型區的劃分原則
從上述對水文地質類型區的定義域特征分析可以看出,其區域的劃分并不是隨意進行的,而是通過一定的原則、規律和標準而進行區分的。一般來講應該遵循以下原則:1水文地質類型區的勘查要能夠與地下水的評價進行密切的配合,只有這樣,才能夠提高類型區勘查的實際作用。水文地質的成因主要是由于地下水與巖層共同作用而形成的,因此,在水文地質的勘查中也要能夠密切注意地質成因的研究工作。?要能夠將地下含水層的各種介質類型與地質的巖性、埋藏條件以及地下水化學類型等進行密切的結合,只有這樣,才能夠擴大水文地質勘查的范圍。水文地質勘查區的劃分要能夠達到分類命名簡單、便于水政管理等目的。
2工程勘查中水文地質的勘查要求
在實際的建筑工程設計中,對于水文地質的勘查各自有著不同的側重點,因此,應該在明確了巖土工程對于水文地質勘查的要求以后再進行實地的地質勘查。繼而通過勘查所得的資料,對當地的水文地質條件進行分析。一般來講,需要注意以下幾點要求:
2.1自然地理條件
在水文地質勘查中,首先需要對自然地理條件情況進行勘查和研究。自然地理條件主要包括地貌地形以及氣象水文特征等內容。其中,氣象水文特征主要指的是建筑工程所在地的氣候條件,主要包括氣候帶的分布情況,熱量以及濕潤情況等。
2.2地質環境
在水文地質的勘查過程中,水文條件與地質是分不開的,因此,需要對地質情況進行熟悉和了解。地質環境涉及的內容主要包括工程所在區域的地質構造特征、基底構造及其對第四系厚度的控制、地層巖性、新構造運動等方面的內容。
2.3地下水位情況
地下水位勘查是水文地質勘查的重點項目,其勘查的內容主要包括近年來地下水位的最高水位以及最低水位以及水位的變化趨勢,地表水與地下水的補給關系以及地下水的補給排泄條件等,地下水位的變化情況對于巖土工程的建設和后期使用都具有重要的影響,因此要加強對地下水位的勘查工作。各含水層和隔水層的埋藏條件、地下水類型、流向、水位及其變化幅度。主要研究的內容包括,含水層的分布、厚度及埋深;通過現場試驗測定地層滲透系數等水文地質參數等;場地地質條件下對地下水賦存和滲流狀態的影響、判定地下水水質對建筑材料的腐蝕性等。
3工程地質勘查中水文地質問題評價內容分析
在工程建設過程中,對于工程質量影響較大的水文地質因素有很多,主要包括地下水位及變動幅度、地下水的類型、土層或巖層滲透性的強弱及滲透系數以及含水層和隔水層的厚度和分布及組合關系等。為了綜合提高地質勘查水平,需要對地質勘查中涉及到的水文地質問題進行重點研究。通過對水文地質條件的分析,不僅能夠對水文地質問題有明確的認識,而且能夠對地下水對工程地質的影響做出明確的評價,進而能夠針對可能出現的情況采取一定的措施。這能夠在很大程度上消除建筑工程建設的盲目性,提高建筑工程的整體建設水平。很少有針對實際的工程需要來分析地下水可能會產生的危害的報告,這是當前的地質勘查工作中的缺陷與問題,必須要進行改進與完善。為此,筆者提出,在未來的工程進行地質勘查時,至少需要從下述幾點內容對水文地質進行評價:
3.1注重地下水對巖土體和建筑的影響
在工程建設過程中,地下水是影響建筑質量的重要因素,因此,在工程地質勘查中,應重點評價地下水對巖土體和建筑的作用和影響,預測可能產生的巖土工程危害,做出相應的防治措施的準備工作。
3.2水文地質對地基的影響
對于一項建筑工程來講,地基是最重要的部位,其施工質量的好壞,直接關系到整個建筑工程的質量。因此,在工程地質勘查的過程中,要能夠加強研究與地基有關的水文地質問題。工程地質勘查中要密切結合建筑物地基基拙類型,查明與該地基基拙類型有關的水文地質問題,提供選型所需的水文地質資料。
3.3加強對地下水賦存狀態和變化規律的研究
在工程地質的勘查過程中,要能夠對水文地質自身的狀態進行分析和研究。在地下水勘查過程中,應該對地下水的天然存在形態和今后可能的變化情況進行科學的研究,此外,更為重要的是,要能夠對地下水的存在對于建筑工程的建設以及使用情況產生的影響進行分析,從而能夠避免地下水對建筑工程造成的負面影響。此外,值得注意的是,地下水位的存在和變化情況對于每一種建筑物都具有很大的影響。因此,在進行工程地質分析的時候,要能夠對地下水位之上和地下水位之下的情況進行區別對待。
4地下水位變化對巖土工程的影響
膨脹性巖土如果產生不均勻的脹縮變形,大多數情況下都是因為地下水位的升級所引起的,如果升降變化比較大就會導致嚴重的地裂災害的發生,進而對建筑物產生較大的破壞,甚至會造成坍塌。所以在發現地下水位出現頻繁升降變化的時候,要給予足夠的重視,在進行膨脹性巖土地區的勘查工作過程中,應著重對該地區的水文進行詳盡的研究和數據分析,進而掌握地下水位的升降變化規律。只有通過對地基基拙深度的選擇依據水文的地下水位變化這個原則的有效執行,就可以盡可能避免出現變形和受損。如果當水位壓縮層的范圍內變化,就可能會讓地基發生軟化現象,導致地基強度降低,就可能讓建筑物發生沉降和變形,所以在實際施工中一定要對地下水位的升降變化給予高度重視,以避免對巖土工程產生破壞和影響。
5結束語
在工程建設中,如果能夠對地質問題進行全面的了解,就會及時避免地質存在狀態以及可能的變動對工程的負面影響,從而全面提升建筑工程的質量。而在地質勘查過程中,水文地質勘查是重要的組成部分,其對于地質勘查水平具有決定性的影響。因此,相關工作人員應該加強對水文地質勘查及相關問題的研究。本文主要介紹和分析了工程地質勘查中水文地質勘查的相關內容,希望對工程建設中水文地質勘查工作有所借鑒。
作者：茍天紅工作單位：貴州省地礦局114地質大隊
摘要：水利水電工程建設與環境保護是一項長遠的任務，是水利水電工程順利進行的重要保證。工程地質工作的質量，對工程方案的決策和工程建設的順利進行至關重要。由于地質問題引起的工程事故時有發生，輕則修改設計延誤工期，嚴重時造成工程失事，給人民生命財產帶來重大損失。由此可見，總結分析水利水電工程地質勘察過程中存在的問題，具有重要的現實意義。
關鍵詞：水利水電；工程地質問題；環境問題；勘測問題
1水利水電工程建設與環境問題
1.1水利水電工程與地震問題水庫等水利水電工程建筑物蓄水后，由于地應力的調整或水體下滲等原因，觸發了地質斷層的復活而誘發地震。研究表明，要觸發一個比較大的地震需具備以下三個條件：①水庫巖石比較破碎，且處理效果不十分理想；②存在有利于應力集中的地質環境條件；③水庫水荷載所產生的超孔隙水壓力足夠大。關于水庫誘發地震的事件國內外均有報道，一般而言，水庫的壩址沒有較大的斷裂帶存在，僅僅是水荷載引起的地應力，誘發地震的可能性是很小的。但如果誘發大的地震，那將是災難性的。從1987年的資料至今，我國已建設的壩高在15米以上的水庫共18000多座，已發現水庫誘發地震的有13座。[1]
1.2水利水電工程與水文問題水利水電工程建成后改變了下游河道的流量過程或周圍環境水域的分布，從而對周圍環境造成影響。例如：①大壩水庫不僅存蓄了汛期洪水，而且還截流了非汛期的基流，往往會使下游河道水位大幅度下降甚至斷流，并引起周圍地下水位下降，從而帶來一系列的環境生態問題；②下游天然湖泊或池塘因斷絕水的來源而干涸；③下游地區的地下水位下降；④入海口因河水流量減少引起河口淤積，造成海水倒灌；⑤因河流流量減少，使得河流自凈能力降低；⑥以發電為主的水庫，多在電力系統中擔任峰荷，下泄流量的日變化幅度較大，致使下游河道水位變化較大，對航運、灌溉引水和養魚等均有較大影響；⑦當水庫下游河道水位大幅度下降以至斷流時，勢必造成水質的惡化。由此可見，水利水電工程對水文的影響是不容忽視的一個重要問題。[2]
1.3水利水電工程與氣候問題一般情況下，區域性氣候狀況受大氣環流和水體分布所控制。如果修建大、中型水庫及灌溉工程后，當地水體的分布會發生較大的變化。如原先的陸地變成了水體或濕地。局部地表空氣變得較以前更加濕潤，形成新的小氣候，對當地氣候會產生一定的影響。主要表現在對降雨、氣溫、風和霧等氣象因子的影響方面。
1.4水利水電工程與魚類、生物物種問題①對魚類的影響：切斷了洄游性魚類的洄游通道；水庫深孔下泄的水溫較低，影響下游魚類的生長和繁殖；下泄清水，影響了下游魚類的餌料，從而影響魚類的產量；高壩溢流泄洪時，高速水流造成水中氮氧含量過于飽和，致使魚類產生氣泡病。②對植物和動物的影響：庫區淹沒和永久性的工程建筑物對植物和動物都會造成直接破壞；同時局部氣候變化、土壤沼澤化、鹽堿化等都會對動植物的種類、結構及生活環境等造成影響。
2工程地質工作中存在的問題
2.1工程地質勘察的質量問題在工程地質勘察過程中，主要問題有以下幾種：①工程概念不清，勘探側重點不明確，針對性不強，方法不當，手段落后；②工程地質分析工作中所選擇的理論、方法、計算公式等與實際情況有較大出入，其適應條件的物理意義混淆不清；③地質報告中基本地質條件不清楚。我們遇到的主要工程地質問題有：①界定不準確或論證不充分，有問題遺漏甚至結論性錯誤；②有些地質報告沒有地質結論，也有些工程沒有做多少地質工作就先下結論，極不嚴肅。此類問題產生往往造成階段性工程審查不能一次性通過，可能延誤開發時機；或者盡管通過了審查，但卻給工程留下了隱患，這種情況的危險性極大。[4]
2.2勘測周期不合理的問題從工程地質勘察到地質報告的提交需要一定的工作周期，這是再簡單不過的道理，然而有些工程卻沒有進行基礎性的前期投入。主要存在問題有以下幾個方面：①一旦需要申報項目，立即就要求提交地質報告；②今天剛剛提交可研報告，明天就要求提交初設報告。此類情況多為地方性工程，一般國家投資的大型工程出現這種局面的不多。沒有足夠的勘測周期所造成的后果是嚴重的，由于地質條件不清楚，直接導致投資控制不住，施工后修改設計等情況。更可怕的是留下了工程隱患，可能造成重大的工程事故。
3結語
工程地質學是20世紀才建立和發展起來的一門地球科學。水利水電工程地質勘察是所有行業中涉及面最廣、問題最復雜、任務最艱巨、聲望最高、最具權威性的龍頭行業，它具有自身的特殊性與復雜性。水利水電工程建設與環境保護是一項長遠的任務，是水利水電工程順利進行的重要保證之一。保護和改善工程環境是保證人們身體健康的需要，是現代化大生產和保證工程質量的客觀要求，是保證工程永久利益的必須條件。工程地質工作的質量，對工程方案的決策和工程建設的順利進行至關重要。由于地質問題引起的工程事故時有發生，輕則修改設計延誤工期，嚴重時造成工程失事，給人民生命財產帶來重大損失。近年來。工程地質勘察質量有下滑趨勢，工程地質分析不夠深入，有時甚至出現工程地質評價結論性錯誤這樣嚴重的問題。筆者認為，總結分析水利水電工程地質勘察過程中存在的問題，具有重要的現實意義。
摘要：水利水電工程建設與環境保護是一項長遠的任務，是水利水電工程順利進行的重要保證。工程地質工作的質量，對工程方案的決策和工程建設的順利進行至關重要。由于地質問題引起的工程事故時有發生，輕則修改設計延誤工期，嚴重時造成工程失事，給人民生命財產帶來重大損失。由此可見，總結分析水利水電工程地質勘察過程中存在的問題，具有重要的現實意義。
關鍵詞：水利水電；工程地質問題；環境問題；勘測問題
一、水利水電工程建設與環境問題
1.1水利水電工程與地震問題水庫等水利水電工程建筑物蓄水后，由于地應力的調整或水體下滲等原因，觸發了地質斷層的復活而誘發地震。研究表明，要觸發一個比較大的地震需具備以下三個條件：①水庫巖石比較破碎，且處理效果不十分理想；②存在有利于應力集中的地質環境條件；③水庫水荷載所產生的超孔隙水壓力足夠大。關于水庫誘發地震的事件國內外均有報道，一般而言，水庫的壩址沒有較大的斷裂帶存在，僅僅是水荷載引起的地應力，誘發地震的可能性是很小的。但如果誘發大的地震，那將是災難性的。從1987年的資料至今，我國已建設的壩高在15米以上的水庫共18000多座，已發現水庫誘發地震的有13座。
1.2水利水電工程與水文問題水利水電工程建成后改變了下游河道的流量過程或周圍環境水域的分布，從而對周圍環境造成影響。例如：①大壩水庫不僅存蓄了汛期洪水，而且還截流了非汛期的基流，往往會使下游河道水位大幅度下降甚至斷流，并引起周圍地下水位下降，從而帶來一系列的環境生態問題；②下游天然湖泊或池塘因斷絕水的來源而干涸；③下游地區的地下水位下降；④入海口因河水流量減少引起河口淤積，造成海水倒灌；⑤因河流流量減少，使得河流自凈能力降低；⑥以發電為主的水庫，多在電力系統中擔任峰荷，下泄流量的日變化幅度較大，致使下游河道水位變化較大，對航運、灌溉引水和養魚等均有較大影響；⑦當水庫下游河道水位大幅度下降以至斷流時，勢必造成水質的惡化。由此可見，水利水電工程對水文的影響是不容忽視的一個重要問題。
1.3水利水電工程與氣候問題一般情況下，區域性氣候狀況受大氣環流和水體分布所控制。如果修建大、中型水庫及灌溉工程后，當地水體的分布會發生較大的變化。如原先的陸地變成了水體或濕地。局部地表空氣變得較以前更加濕潤，形成新的小氣候，對當地氣候會產生一定的影響。主要表現在對降雨、氣溫、風和霧等氣象因子的影響方面。
1.4水利水電工程與魚類、生物物種問題①對魚類的影響：切斷了洄游性魚類的洄游通道；水庫深孔下泄的水溫較低，影響下游魚類的生長和繁殖；下泄清水，影響了下游魚類的餌料，從而影響魚類的產量；高壩溢流泄洪時，高速水流造成水中氮氧含量過于飽和，致使魚類產生氣泡病。②對植物和動物的影響：庫區淹沒和永久性的工程建筑物對植物和動物都會造成直接破壞；同時局部氣候變化、土壤沼澤化、鹽堿化等都會對動植物的種類、結構及生活環境等造成影響。
二、工程地質工作中存在的問題
2.1工程地質勘察的質量問題在工程地質勘察過程中，主要問題有以下幾種：①工程概念不清，勘探側重點不明確，針對性不強，方法不當，手段落后；②工程地質分析工作中所選擇的理論、方法、計算公式等與實際情況有較大出入，其適應條件的物理意義混淆不清；③地質報告中基本地質條件不清楚。我們遇到的主要工程地質問題有：①界定不準確或論證不充分，有問題遺漏甚至結論性錯誤；②有些地質報告沒有地質結論，也有些工程沒有做多少地質工作就先下結論，極不嚴肅。此類問題產生往往造成階段性工程審查不能一次性通過，可能延誤開發時機；或者盡管通過了審查，但卻給工程留下了隱患，這種情況的危險性極大。
2.2勘測周期不合理的問題從工程地質勘察到地質報告的提交需要一定的工作周期，這是再簡單不過的道理，然而有些工程卻沒有進行基礎性的前期投入。主要存在問題有以下幾個方面：①一旦需要申報項目，立即就要求提交地質報告；②今天剛剛提交可研報告，明天就要求提交初設報告。此類情況多為地方性工程，一般國家投資的大型工程出現這種局面的不多。沒有足夠的勘測周期所造成的后果是嚴重的，由于地質條件不清楚，直接導致投資控制不住，施工后修改設計等情況。更可怕的是留下了工程隱患，可能造成重大的工程事故。
三、結語
工程地質學是20世紀才建立和發展起來的一門地球科學。水利水電工程地質勘察是所有行業中涉及面最廣、問題最復雜、任務最艱巨、聲望最高、最具權威性的龍頭行業，它具有自身的特殊性與復雜性。水利水電工程建設與環境保護是一項長遠的任務，是水利水電工程順利進行的重要保證之一。保護和改善工程環境是保證人們身體健康的需要，是現代化大生產和保證工程質量的客觀要求，是保證工程永久利益的必須條件。工程地質工作的質量，對工程方案的決策和工程建設的順利進行至關重要。由于地質問題引起的工程事故時有發生，輕則修改設計延誤工期，嚴重時造成工程失事，給人民生命財產帶來重大損失。近年來，工程地質勘察質量有下滑趨勢，工程地質分析不夠深入，有時甚至出現工程地質評價結論性錯誤這樣嚴重的問題。筆者認為，總結分析水利水電工程地質勘察過程中存在的問題，具有重要的現實意義。
摘要：水利水電工程建設與環境保護是一項長遠的任務，是水利水電工程順利進行的重要保證。工程地質工作的質量，對工程方案的決策和工程建設的順利進行至關重要。由于地質問題引起的工程事故時有發生，輕則修改設計延誤工期，嚴重時造成工程失事，給人民生命財產帶來重大損失。由此可見，總結分析水利水電工程地質勘察過程中存在的問題，具有重要的現實意義。
關鍵詞：水利水電；工程地質問題；環境問題；勘測問題
一、水利水電工程建設與環境問題
1.1水利水電工程與地震問題水庫等水利水電工程建筑物蓄水后，由于地應力的調整或水體下滲等原因，觸發了地質斷層的復活而誘發地震。研究表明，要觸發一個比較大的地震需具備以下三個條件：①水庫巖石比較破碎，且處理效果不十分理想；②存在有利于應力集中的地質環境條件；③水庫水荷載所產生的超孔隙水壓力足夠大。關于水庫誘發地震的事件國內外均有報道，一般而言，水庫的壩址沒有較大的斷裂帶存在，僅僅是水荷載引起的地應力，誘發地震的可能性是很小的。但如果誘發大的地震，那將是災難性的。從1987年的資料至今，我國已建設的壩高在15米以上的水庫共18000多座，已發現水庫誘發地震的有13座。
1.2水利水電工程與水文問題水利水電工程建成后改變了下游河道的流量過程或周圍環境水域的分布，從而對周圍環境造成影響。例如：①大壩水庫不僅存蓄了汛期洪水，而且還截流了非汛期的基流，往往會使下游河道水位大幅度下降甚至斷流，并引起周圍地下水位下降，從而帶來一系列的環境生態問題；②下游天然湖泊或池塘因斷絕水的來源而干涸；③下游地區的地下水位下降；④入海口因河水流量減少引起河口淤積，造成海水倒灌；⑤因河流流量減少，使得河流自凈能力降低；⑥以發電為主的水庫，多在電力系統中擔任峰荷，下泄流量的日變化幅度較大，致使下游河道水位變化較大，對航運、灌溉引水和養魚等均有較大影響；⑦當水庫下游河道水位大幅度下降以至斷流時，勢必造成水質的惡化。由此可見，水利水電工程對水文的影響是不容忽視的一個重要問題。
1.3水利水電工程與氣候問題一般情況下，區域性氣候狀況受大氣環流和水體分布所控制。如果修建大、中型水庫及灌溉工程后，當地水體的分布會發生較大的變化。如原先的陸地變成了水體或濕地。局部地表空氣變得較以前更加濕潤，形成新的小氣候，對當地氣候會產生一定的影響。主要表現在對降雨、氣溫、風和霧等氣象因子的影響方面。
1.4水利水電工程與魚類、生物物種問題①對魚類的影響：切斷了洄游性魚類的洄游通道；水庫深孔下泄的水溫較低，影響下游魚類的生長和繁殖；下泄清水，影響了下游魚類的餌料，從而影響魚類的產量；高壩溢流泄洪時，高速水流造成水中氮氧含量過于飽和，致使魚類產生氣泡病。②對植物和動物的影響：庫區淹沒和永久性的工程建筑物對植物和動物都會造成直接破壞；同時局部氣候變化、土壤沼澤化、鹽堿化等都會對動植物的種類、結構及生活環境等造成影響。
二、工程地質工作中存在的問題
2.1工程地質勘察的質量問題在工程地質勘察過程中，主要問題有以下幾種：①工程概念不清，勘探側重點不明確，針對性不強，方法不當，手段落后；②工程地質分析工作中所選擇的理論、方法、計算公式等與實際情況有較大出入，其適應條件的物理意義混淆不清；③地質報告中基本地質條件不清楚。我們遇到的主要工程地質問題有：①界定不準確或論證不充分，有問題遺漏甚至結論性錯誤；②有些地質報告沒有地質結論，也有些工程沒有做多少地質工作就先下結論，極不嚴肅。此類問題產生往往造成階段性工程審查不能一次性通過，可能延誤開發時機；或者盡管通過了審查，但卻給工程留下了隱患，這種情況的危險性極大。
2.2勘測周期不合理的問題從工程地質勘察到地質報告的提交需要一定的工作周期，這是再簡單不過的道理，然而有些工程卻沒有進行基礎性的前期投入。主要存在問題有以下幾個方面：①一旦需要申報項目，立即就要求提交地質報告；②今天剛剛提交可研報告，明天就要求提交初設報告。此類情況多為地方性工程，一般國家投資的大型工程出現這種局面的不多。沒有足夠的勘測周期所造成的后果是嚴重的，由于地質條件不清楚，直接導致投資控制不住，施工后修改設計等情況。更可怕的是留下了工程隱患，可能造成重大的工程事故。
三、結語
工程地質學是20世紀才建立和發展起來的一門地球科學。水利水電工程地質勘察是所有行業中涉及面最廣、問題最復雜、任務最艱巨、聲望最高、最具權威性的龍頭行業，它具有自身的特殊性與復雜性。水利水電工程建設與環境保護是一項長遠的任務，是水利水電工程順利進行的重要保證之一。保護和改善工程環境是保證人們身體健康的需要，是現代化大生產和保證工程質量的客觀要求，是保證工程永久利益的必須條件。工程地質工作的質量，對工程方案的決策和工程建設的順利進行至關重要。由于地質問題引起的工程事故時有發生，輕則修改設計延誤工期，嚴重時造成工程失事，給人民生命財產帶來重大損失。近年來。工程地質勘察質量有下滑趨勢，工程地質分析不夠深入，有時甚至出現工程地質評價結論性錯誤這樣嚴重的問題。筆者認為，總結分析水利水電工程地質勘察過程中存在的問題，具有重要的現實意義。
摘要：水利水電工程建設與環境保護是一項長遠的任務，是水利水電工程順利進行的重要保證。工程地質工作的質量，對工程方案的決策和工程建設的順利進行至關重要。由于地質問題引起的工程事故時有發生，輕則修改設計延誤工期，嚴重時造成工程失事，給人民生命財產帶來重大損失。由此可見，總結分析水利水電工程地質勘察過程中存在的問題，具有重要的現實意義。
關鍵詞：水利水電；工程地質問題；環境問題；勘測問題
一、水利水電工程建設與環境問題
1.1水利水電工程與地震問題水庫等水利水電工程建筑物蓄水后，由于地應力的調整或水體下滲等原因，觸發了地質斷層的復活而誘發地震。研究表明，要觸發一個比較大的地震需具備以下三個條件：①水庫巖石比較破碎，且處理效果不十分理想；②存在有利于應力集中的地質環境條件；③水庫水荷載所產生的超孔隙水壓力足夠大。關于水庫誘發地震的事件國內外均有報道，一般而言，水庫的壩址沒有較大的斷裂帶存在，僅僅是水荷載引起的地應力，誘發地震的可能性是很小的。但如果誘發大的地震，那將是災難性的。從1987年的資料至今，我國已建設的壩高在15米以上的水庫共18000多座，已發現水庫誘發地震的有13座。
1.2水利水電工程與水文問題水利水電工程建成后改變了下游河道的流量過程或周圍環境水域的分布，從而對周圍環境造成影響。例如：①大壩水庫不僅存蓄了汛期洪水，而且還截流了非汛期的基流，往往會使下游河道水位大幅度下降甚至斷流，并引起周圍地下水位下降，從而帶來一系列的環境生態問題；②下游天然湖泊或池塘因斷絕水的來源而干涸；③下游地區的地下水位下降；④入海口因河水流量減少引起河口淤積，造成海水倒灌；⑤因河流流量減少，使得河流自凈能力降低；⑥以發電為主的水庫，多在電力系統中擔任峰荷，下泄流量的日變化幅度較大，致使下游河道水位變化較大，對航運、灌溉引水和養魚等均有較大影響；⑦當水庫下游河道水位大幅度下降以至斷流時，勢必造成水質的惡化。由此可見，水利水電工程對水文的影響是不容忽視的一個重要問題。
1.3水利水電工程與氣候問題一般情況下，區域性氣候狀況受大氣環流和水體分布所控制。如果修建大、中型水庫及灌溉工程后，當地水體的分布會發生較大的變化。如原先的陸地變成了水體或濕地。局部地表空氣變得較以前更加濕潤，形成新的小氣候，對當地氣候會產生一定的影響。主要表現在對降雨、氣溫、風和霧等氣象因子的影響方面。
1.4水利水電工程與魚類、生物物種問題①對魚類的影響：切斷了洄游性魚類的洄游通道；水庫深孔下泄的水溫較低，影響下游魚類的生長和繁殖；下泄清水，影響了下游魚類的餌料，從而影響魚類的產量；高壩溢流泄洪時，高速水流造成水中氮氧含量過于飽和，致使魚類產生氣泡病。②對植物和動物的影響：庫區淹沒和永久性的工程建筑物對植物和動物都會造成直接破壞；同時局部氣候變化、土壤沼澤化、鹽堿化等都會對動植物的種類、結構及生活環境等造成影響。
二、工程地質工作中存在的問題
2.1工程地質勘察的質量問題在工程地質勘察過程中，主要問題有以下幾種：①工程概念不清，勘探側重點不明確，針對性不強，方法不當，手段落后；②工程地質分析工作中所選擇的理論、方法、計算公式等與實際情況有較大出入，其適應條件的物理意義混淆不清；③地質報告中基本地質條件不清楚。我們遇到的主要工程地質問題有：①界定不準確或論證不充分，有問題遺漏甚至結論性錯誤；②有些地質報告沒有地質結論，也有些工程沒有做多少地質工作就先下結論，極不嚴肅。此類問題產生往往造成階段性工程審查不能一次性通過，可能延誤開發時機；或者盡管通過了審查，但卻給工程留下了隱患，這種情況的危險性極大。
2.2勘測周期不合理的問題從工程地質勘察到地質報告的提交需要一定的工作周期，這是再簡單不過的道理，然而有些工程卻沒有進行基礎性的前期投入。主要存在問題有以下幾個方面：①一旦需要申報項目，立即就要求提交地質報告；②今天剛剛提交可研報告，明天就要求提交初設報告。此類情況多為地方性工程，一般國家投資的大型工程出現這種局面的不多。沒有足夠的勘測周期所造成的后果是嚴重的，由于地質條件不清楚，直接導致投資控制不住，施工后修改設計等情況。更可怕的是留下了工程隱患，可能造成重大的工程事故。
三、結語
工程地質學是20世紀才建立和發展起來的一門地球科學。水利水電工程地質勘察是所有行業中涉及面最廣、問題最復雜、任務最艱巨、聲望最高、最具權威性的龍頭行業，它具有自身的特殊性與復雜性。水利水電工程建設與環境保護是一項長遠的任務，是水利水電工程順利進行的重要保證之一。保護和改善工程環境是保證人們身體健康的需要，是現代化大生產和保證工程質量的客觀要求，是保證工程永久利益的必須條件。工程地質工作的質量，對工程方案的決策和工程建設的順利進行至關重要。由于地質問題引起的工程事故時有發生，輕則修改設計延誤工期，嚴重時造成工程失事，給人民生命財產帶來重大損失。近年來。工程地質勘察質量有下滑趨勢，工程地質分析不夠深入，有時甚至出現工程地質評價結論性錯誤這樣嚴重的問題。筆者認為，總結分析水利水電工程地質勘察過程中存在的問題，具有重要的現實意義。
摘要：隨著社會經濟的迅速發展，環境問題日益嚴重和突出，引起了各國政府首腦、政治家、科學家和公眾的廣泛關注。從斯德哥爾摩的《聯合國人類環境會議宣言》到巴西《環境與發展的里約熱內盧宣言》，從4月22日的地球日到6月5日的環境日，從“全球變化”到《21世紀議程》，使人類為了共有一個地球和共同的利益，聯合起來對付全球環境惡化和災害，以保證人類和社會的持續發展。
關鍵詞：地質環境；災害；突出；嚴重；問題研究；分析
1我國地質環境和災害突出和嚴重性
我國環境地質和災害地質極為突出和嚴重，而且有日益惡化之勢。例如我國在經濟調整增長的同時，災害的損失也日漸增大。1989年，災害損失525億元，1990年為616億元，1991年達1050億元，占國民生產總值的1/6。如不考慮物價上漲因素，災害所造成的經濟損失增長1990為17．33％，1991年高達70．45％，問題嚴重，不容忽視。
要把保護地質環境，減輕地質災害工作看作是創造財富的工作，其在社會發展中的作用與地礦勘查工作相同。
水資源的開發利用和合理調配是今后我國值得注意的重大問題。此外，地下水日益短缺，水質不斷下降，過量開采還引起地面沉降、海水入侵等一系列地質災害。土地利用不當，帶來了水土流失、石漠化和沙漠化問題。一些跨世紀的重大工程，對區域的生態平衡和環境也存在著巨大的影響。因此，開展地下水資源和地質環境研究對我國經濟發展和社會穩定具有重大意義。
這方面的研究工作：一是要圍繞重要經濟區和國土整治區、重要城市、重點工程項目、重要交通干線和重點礦山，開展地下水資源合理開發利用和科學管理水資源與環境協調發展、區域地殼穩定性、地質災害預測與防治、地質—生態環境效應、污染的防治等方面的研究，為合理利用水資源、改善和保護環境、減輕地質災害、促進經濟建設和社會發展服務；二是加強區域地質—地球化學環境、生物地球化學特征、生態效應與系統控制，為人類健康與發展農業服務。
2我國地質環境和災害問題研究分析
由于我國地質環境和災害問題突出，除繼續密切結合國土開發整治和國民經濟建設需要，進行完善地質環境區劃和區域評價，加強發展地質環境和地質災害監控—預報—減輕系統以外，要重點開展以下幾個領域的工作：
2.1干旱地區水資源的調查開發利用與保護研究我國干旱區面積占全國面積1/4以上，主要包括新疆大部，內蒙古、甘肅、青海西部、寧夏等，降水量不足200毫米。這里，土地資源、礦產資源飛能源和氣候資源都比較豐富，農業、工礦業發展潛力比較大，但發展中的最大制約因素就是水資源問題。因此，加強西北干旱地區水資源的開發利用與保護研究，具有開發西北超前的戰略研究意義。
2.2我國西南巖溶石山生態環境治理與農業持續發展試驗基地研究我國西南六省巖溶區是世界上最大的聯片裸露巖溶區，是我國重要能源和有色金屬基地。然而近年來石漠化發展速度很快，生態惡化，人民生活貧困，是我國當前最貧窮的地區之一，嚴重制約了當地經濟、社會發展，甚至還會威脅到長江、珠江中下游的生態平衡和發展。西南巖溶地區又是我國四大生態脆弱帶（黃土、沙漠、紅壤土、巖溶）之一，過去國家對其它三個類型的研究，已有較大持續的科技投入，有力地推動了對它們的治理。但對巖溶區，僅“六五”期間組織過一次以治水為主題的攻關，而在基礎問題上無重大投入。
為了盡快改變巖溶山區落后面貌，要在這一地區選出的基礎問題和應用問題開展多學科、多部門的綜合治理試驗基地研究，為巖溶石山治理、資源的合理評價開發、促進西南地區持續發展提供可靠的科學基礎，對全區乃至全球巖溶石山治理都可起示范作用。
①巖溶地區四層圈之間相互作用規律（碳、水、鈣及其它元素環）。②西南巖溶石山的形成演化與人地協調發展關系研究。③巖溶地區資源形成機理和分布規律。④巖溶生態系統的類型、展布規律與經濟開發關系。⑤巖溶地區石漠化的形成條件飛機理和演變過程。⑥巖溶石山區人口、糧食、環境、經濟持續協調發展戰略。
2.3東部沿海地區環境與災害監測、預報和防治系統研究東部沿海地區作為我國經濟改革的窗口，近十幾年來獲得了迅速的發展，成為我國一個重要而又獨特的經濟區域。但是，不能不看到，隨著沿海經濟建設的迅猛發展和對海洋資源的大規模開發，也帶來了日益嚴重的環境問題和災害的激發，自然環境正在進一步惡化。
20世紀70年代以前，我國只有零星的地區發生海水入侵。隨著沿海開發，大量超采地下水、海水入侵范圍不斷擴大，遼寧、河北、山東、江蘇、廣東等省的沿海城市均出現了不同程度的海水入侵。北方城市尤為嚴重，如膠東灣海水入侵速度已從每年數十米增加到每年401米，入侵范圍達627平方公里。海水入侵使陸地上的淡水資源遭到破壞，更加劇了水荒。同時，使大片土地變成鹽荒地，僅山東萊州地區因海水入侵造成的工農業損失累計就高達50億元。過量開采地下水造成的另一災害是地面沉降。我國東部沿海地區已近20座城市出現地面沉降，上海、天津兩城市最大累計沉降量達到263厘米左右，位于長江三角洲的蘇州、無錫、常州、嘉興、肖山地區已發展成數千平方公里的沉降帶，滄州、保定等地的城市地面沉降達2000平方公里。地面沉降使一些民用建筑破壞，地下管道斷裂，加大了海水入侵和內澇積水的危害。
人工采砂、淡水截流、亂采亂挖珊瑚礁和砍伐紅樹林造成海岸的侵蝕，如海南清蘭港沿岸，近十年來海岸線后退了150～200米。海岸侵蝕使海岸建筑、土地資源、旅游資源遭到破壞，威脅到港口、碼頭的安全。
在我國海岸帶上的一些城市、港口、海灣出現了不同程度的環境污染，有的地區甚至相當嚴重，大大超過了國家標準。污染不僅給漁業、鹽業、旅游業造成損失，而且誘發赤潮災害的發生。近年來，我國赤潮發生頻率增高，每年數十次，給生態環境、漁業生產帶來破壞，也威脅到人民身體健康。
特別需要指出的是，沿海地區災害造成的損失有日益增長的勢頭。據統計，由海洋災害造成的損失，20世紀50年代平均每年不足1億元，80年代初期平均每年5億元，1992年則高達100多億元。在某種程度上，海洋災害已成為制約沿海經濟發展的因素之一。
沿海地區在國民經濟建設中占有舉足輕重的地位，沿海開發正顯加速發展態勢。而我國海岸帶從北向南跨越了不同的古板塊，地質環境相當脆弱復雜，一旦遭到破壞，要花很大財力和物力才能恢復。面對這種情況，除了加強對沿海地區開發的綜合管理，建立健全資源、環境合理開發、綜合利用和保護的法規體系，處理好資源、環境和建設的關系以外，要加強對該區環境與災害監測、預報和防治系統的研究程度，力求控制重大地質災害的突然發生和嚴重危害，減輕地質災害造成的損失；另一方面，深入研究各類地質災害的形成機制和發生、發展規律，研制和推廣主要地質災害的調查方面的監測、防治技術。通過這一地區的研究，為全國各地區環境、災害監測、預報和防治，為減輕地質災害積累經驗提供依據。
2.4地表過程與土地的可持續利用研究最近國際地科聯為了參與并推進《21世紀議程》的開展，成立了環境規劃和管理地質學專門委員會（COGEOENNIRONMENT），以便更充分地發揮地質學在環境保護中的重要作用，提高公眾和決策者對地學在有效地管理和保護環境及其資源的重要性認識。最近，該委員會向環境問題科學委員會（SCOPE）提出開展《地表過程與土地持續利用》研究的建議，作為地科聯參加持續發展工作的一個項目，以便在國土利用和規劃中發揮地質學家的作用。
最近一系列研究表明，地表過程對土地狀況有著極大的影響，它們可以限制或增強土地利用變化和工程建設的可能性。據國際地科聯主席W．S·法伊夫（1993）研究，全球表層土壤的年損失率達0．7％，水土流失產生嚴重地質生態后果甚至已超出糧食供應本身的問題。我國不少地區水土流失的情況日趨嚴重，不僅使土壤厚度變化劇烈，而且造成土壤養分降低，土質變差。為了協調和持續發展，我們應從對各種地表過程研究入手，并定量評價水土流失現狀，進而提出地質上的治理措施和方案，以便探索不同類型地區的地表過程與生態系統和農業持續發展的關系，使土地能為人類的繁榮和社會發展而得到持續的發展。
2.5城市廢物的地質安全處置研究目前，城市規模不斷擴大，人口集居密度不斷提高，從20世紀50年代到20世紀80年代，城市人口由0．6億增加到2．2億，城市廢物迅速增長。據1985年粗略統計，僅我國城市垃圾量年產已達5188萬噸，其增長率超過10％，預計現在年產量已達到1億多噸。我國城市廢物排放量大，而且集中，不但至今基本上未得到妥善處置，而且其數量有大幅度增長趨勢，對大氣、地表水和地下水的污染非常嚴重。此外，我國核廢料的安全地質處置，特別是高放射性核廢物的安全隔離還是一項艱巨的任務。為此，地質學家要與其它自然科學家一起，研究城市廢物的地質安全處置技術和方法，實現廢物的安全處置。
2.6化學定時炸彈與人類的生存和健康人類活動對地球環境的影響日益加劇。因此，協調人地關系，探討人地作用機理，揭示人類生存與環境之間的內在聯系，已成為維護人類繼續繁榮和不斷發展的關鍵，并開始成為人類認識地球新的出發點和突破口。
根據最近國內外的許多研究，人類作為一種重要的地質營力所引起的環境劇變，特別是化學定時炸彈效應，不僅超過自然變率，而且已危及到人類本身的健康和生存發展。許多專家認為，當今人類疾病90％以上與微量元素有關，許多疑難絕癥和大面積的地方病都與人體微量元素失衡有關，而人體必需的微量元素只能由體外汲取。因此，地球化學環境背景對人類生存的健康至關重要。對它的研究不僅有理論意義，而且具有非常現實的意義。
我國是世界人口最多的國家。目前，處于經濟建設大發展時期，已發生的和潛在的環境突變問題都極為突出。為此，建議從地球化學、生態學、水文學、醫學與社會學綜合研究入手，通過對地球化學與生物地球化學循環及其對人類和生態環境的影口向與約束，人類活動對地球環境影響的過程與機理，全球與區域水系統循環機理及人類對它的影響的研究入手，探索環境變化對人類生存健康的效應。
2.7重大工程建設對環境生態系統的影響圍繞已經開始實施和建成的重大工程建設（如三峽工程、晉陜蒙能源基地、重要鐵路干線）及可能實施的重大工程（如南水北調），開展環境地質調查、監控、預測等研究。
編者按：本論文主要從地下工程開挖引起的工程地質問題；防治措施等進行講述，包括了地面沉降、洞室圍巖失穩、斜坡破壞、地下水污染、開展詳盡的工程地質勘察、做好開挖方案的優化選擇、實行科學的降水設計、做好現場監測，開展信息化施工技術、積極采用新技術、新方法等，具體資料請見：
摘要：隨著城市建設的大力發展，地下工程建設越來越多，由此引發的各類工程地質問題也逐漸顯現出來，根據城市地下工程的特點，對地下工程開挖引起的工程地質問題進行了分析并提出了預防措施。
關鍵詞：地下工程；工程地質問題；預防
城市地下工程具有現場環境條件復雜、施工難度大、技術要求高、工期長、對環境影響控制要求高等特點，是一項相當復雜的高風險性系統工程。但是，地下工程建設一般都在市區內，在其施工過程中常常會引起周圍地層的位移、變形、沉降與塌陷等環境地質效應，對周圍地面建筑物及基礎、地下早期人防和其他構筑物、公共地下管線和各種地下設施以及城市道路的路基、路面等都可能構成不同程度的危害，已經出現并且孕育諸多工程地質問題。
1地下工程開挖引起的工程地質問題
1.1地面沉降
1.1.1地層初始應力狀態的改變引起的地表沉降：地下工程開挖是在存在初始應力場的地層中進行的，開挖引起地層初始應力狀態的改變，即二次應力場，它是由地層初始應力場與開挖引起的附加應力場的疊加應力場，對應二次應力場開挖的位移場僅是由開挖引起的附加應力場。地表沉降的主要機理是由開挖面的應力釋放，附加應力等引起地層的彈塑性變形。引起初始地應力狀態改變的主要原因有：
（1）地下工程開挖引起的附加應力；
（2）地下工程施工對地層的擾動和地層損；
（3）地下水滲流引起的地下水位的變化。
1.1.2土體的固結沉降：地下工程施工引起的地表沉降與時間有關。土體內部含水滲出，體積逐漸減少，這一現象成為土的“固結”。隨著土體的固結，土體的壓縮變形和強度逐漸增長。因此，土的固結所產生的沉降是城市地下工程施工中最值得注意的問題之一。根據地下工程施工的特點總結固結沉降的主要原因有：
（1）地下水位下降引起的固結沉降；
（2）土體空隙水壓力變化，引起土體的固結沉降；
（3）土體擾動后，重新固結后產生沉降；
（4）土體的次固結和流變。
1.2洞室圍巖失穩
地下開挖后，洞壁圍巖由于失去了原有的巖體的支持而向洞內產生松脹變形，如果變形超過了圍巖所能承受的能力，圍巖就會被破壞。圍巖的變形破壞程度常取決于圍巖的應力狀態、巖體結構和洞室的斷面形狀等。洞室開挖使地下原來的應力狀態被破壞，圍巖應力重分布，產生變形位移。
均質巖土體中應力未達到或未超過其強度以前，在開挖過程中的變形，以彈性變形為主，變形速度快，變量小，瞬時完成，一般不易察覺；當應力達到或超過巖土體強度時，塑性變形十分明顯，發生壓碎、拉裂或剪破。當巖體強度主要由結構面控制時，與上述情況基本一樣，但當結構面組合構成圍巖不穩定條件時，巖體除了彈性變形外，塑性變形也比較明顯，它表現為圍巖分離體（巖塊）的相互錯動，圍巖松動時圍巖穩定性降低，為進一步松動創造了條件。
1.3斜坡破壞
斜坡破壞主要發生在山區城市，除直接經濟損失外，還可能造成人員傷亡，其原因主要是:由于自然地質作用和工程地質作用引發的，而工程地質作用造成的斜坡破壞較自然地質作用頻率大。當然決非任何斜坡破壞都能稱為地質災害，但斜坡破壞確屬重大的地質災害類型之一。
斜坡破壞主要形式為滑坡，其影響因素主要有巖性、構造、地形、地震、降雨及人類活動等。其中，許多山體滑坡現象是由地下工程活動引發的，即主要是由于地下工程的開挖或采掘影響到了上部的山體，使巖體開裂，地面傾斜，并在一定條件的配合下，導致山體失穩形成滑坡。在隧道建設中，滑坡現象主要發生在淺埋、偏壓及進出口等地段，其危害常常比較嚴重。為評價斜坡巖土的穩定性，預防斜坡破壞導致的地質災害，認識引起斜坡破壞的內在原因與外部條件，掌握其運動發展規律顯得非常重要，尤其是當前在城市這個人類經濟活動的密集區，斜坡破壞造成的經濟損失和人員傷亡都是巨大的，都是由于工程活動不合理造成的。
1.4地下水污染
在城市環境地質中地下水的不良作用主要表現為地下水的侵蝕。地下水的不良作用和地下水污染主要由人為引起。隨著經濟持續穩定發展，人類活動加劇，對地下水的污染越來越嚴重，主要表現為：多數城市垃圾隨意堆放；工業廢水和廢液不經處理或初步處理后任意排放。首先污染地表水，經地表水補給地下水或滲入地下水，再污染地下水，使地下水具有侵蝕性，對城市的建筑物基礎及地下工程不斷侵蝕破壞。
2防治措施
2.1開展詳盡的工程地質勘察
工程地質勘察資料是地下工程施工的重要依據，通過詳細的工程地質勘察，為設計施工提供需要的參數和指標，確定合理的開挖方案、開挖步驟，如果地下工程建設所涉及勘察資料不詳細、不準確，勢必給支護工程帶來事故隱患。
2.2做好開挖方案的優化選擇
地下工程的開挖方法很多，以基坑工程為例，有分層全開挖、中心島式開挖等等。開挖順序不同，引起的位移不同，中心島法的開挖順序就比從一個方向按順序向另一個方向的開挖方法，對基底隆起和樁后地面沉降有一定程度地減少。因此，基坑開挖時應做好開挖方案的優化選擇。
2.3實行科學的降水設計
水是影響基坑工程穩定的重要因素之一，從實際統計資料來看，約有70%的基坑事故與地下水有關，因此，地下工程建設中應特別注意地下水的影響。地下工程建設絕大多數都需要進行人工降低地下水。要降低地下水位，就要合理地選擇降水方法，在此基礎上進行人工降水的方案設計，以及進行降水方案的水位預測，通過預測進行降水方案的優化，從而達到最佳的降水方案。
2.4做好現場監測，開展信息化施工技術
地下工程是土體與圍護結構體相互共同作用的一個動態變化的復雜系統，僅依靠理論分析和經驗估計是難以把握在復雜的開挖和降雨等條件下支護結構與土體的變形破壞，也難以完成可靠而經濟的開挖設計。通過施工時對整個工程進行系統的監測，可以了解變化的態勢，利用監測信息的反饋分析，就能較好地預測系統的變化趨勢。當出現險情預兆時，可做出預警，及時采取措施，保證施工和環境的安全；當安全儲備過大時，可及時修改設計，削減圍護措施。
2.5積極采用新技術、新方法
工程實踐證明，采用基坑內降水、坑內側土體加固（化學灌漿、石灰樁加固等）、及時支撐并預加軸力、增加擋墻的入土深度、墻外地層中筑帷幕、坑內降水坑外注水、分步開挖、逆作法施工、信息反饋施工法的采用等，對改善基坑變形、提高其穩定性有重要意義。計算機技術方法應廣泛地應用到地下工程建設中，如進行數據分析與計算、計算機制圖、計算機輔助深基坑設計、信息施工與管理等領域具有十分廣闊的前景。
結語
地下空間資源正越來越多被開發利用于各種領域，如地下軌道交通工程、地下街、地下室、地下車庫等各類地下工程，已經成為現代城市功能轉入地下的重要載體。但是，地下工程建設一般都在市區內，在其施工過程中常常會引起周圍地層的位移、變形、沉降與塌陷等環境地質效應，對周圍地面建筑物及基礎、地下早期人防和其他構筑物、公共地下管線和各種地下設施以及城市道路的路基、路面等都可能構成不同程度的危害。因此，研究城市地下建設工程引起的地質問題及其防治措施具有相當重要的現實意義。
一、全球定位系統(GPS)的應用
GPS越來越廣泛地應用于水利水電工程地質勘察測量及定位控制,它在高程控制方面能較好地解決跨河、跨溝水準難以傳遞的問題,以及在勘察區控制點較少,或在山區、林區等通視條件較差、觀測條件受限的區域進行工程地質勘察時,運用GPS可大大減少作業時間,提高測量精度。
二、遙感技術的應用
遙感技術按照遙感平臺的高度不同,一般分為航天遙感、航空遙感和地面遙感共3大類。遙感技術由于視域廣闊、信息豐富、具立體感、衛星影像成周期性重現以及獲取資料快速等特點,被廣泛應用于水利水電工程中有關重大工程地質問題及相關的環境等問題的調查與研究。
(一)區域構造穩定性研究。由于遙感圖像能提供大量宏觀的線性構造信息,較好地反映區域地質特征、水系分布特征和地貌形態,所以對研究區域構造格架,確定斷裂體系及活動性以及評價工程及其周緣地區的構造穩定性有重大作用。因此遙感技術的應用也成為研究此問題必用的手段。
(二)水庫區塌、滑坡、泥石流調查。在大型水利水電工程庫區岸坡的滑坡、崩塌、泥石流以及某些松散堆積體的調查中,有一些工程應用遙感技術利用航衛片或彩紅外片進行地質解譯,結合野外現場觀察、復查和檢查查明了許多久拖不決的影響庫岸穩定性評價的大型或較大型、塌滑體的數量,分布及其穩定狀態。
(三)巖溶調查。利遙感影像,特別是彩紅外影像進行巖溶及巖溶水文地質調查有其特殊的優勢,像片解譯不僅能很好地判讀各種巖溶地貌現象,而且還可以充分利用和其它介質紅外光譜的差異,判斷地下水的分布和泉水分布等。清江招來河、高壩洲,黃河萬家寨等工程曾利用彩紅外航片解譯來研究巖溶及巖溶滲漏問題,都取到了良好的效果。
(四)中小比例尺地質測繪填圖。推廣遙感技術,在保持必須的野外工作量和成圖現場校核工作的前提下,中小比例尺地質圖以遙感成圖取代常規地質測繪;建筑物及其它重要地區大比例尺工程地質圖優先考慮遙感成圖。這是十年前在全國水利水電勘測工作會議上由水利水電規劃總院提出的“勘測技術發展目標”文件所確定的。
(五)巖土工程開挖面地質編錄。為適應大型水利水電工程施工中進行反饋設計、安全預報和存檔備查的需在人工開挖高邊坡、大型地下建筑物和大壩基坑的開挖中采用地面遙感技術,進行地質編錄,并為有關的穩定分析和現場預報提供翔實的地質資料和數據是很必要的。為此長江勘測技術研究所在“七五”、“八五”和“九五”科技攻關中開發和完善了“高邊坡快速地質編錄系統”,并成功地應用于長江三峽永久船閘、瀾滄江小灣、清江水布埡等工程的巖質高邊坡開挖中的地質編錄。該項技術采用的是數碼像機攝影,微機現場采集及預處理,自主開發的軟件處理可隨時提供巖質高邊坡的連續彩色影像圖和地質所需的將邊坡開挖面置于任意方位的線劃圖。
(六)水土保持、防洪與移民安置容量研究。如1994年,長江勘測技術研究所承擔的長江上游水土保持重點治理區滑坡、泥石流發育程度與穩態區域研究項目,該項目在研究中利用TM衛片對隴南、金沙江下游、三峽庫區3大片進行解譯與發育程度的劃分(滑坡分四級,泥石流分五級)作出了區劃圖,提出了防治意見和預警系統建立的基本設想。1990年地礦部航空物探中心與長江委規劃處、綜勘局一道,開展長江中游干流防洪工程現狀遙感調查,用TM衛片和1∶3萬～1∶5萬彩紅外航片進行解譯和編寫報告,提交的成果獲得了較好的成效。移民安置容量研究,航衛片,尤其是彩紅外航片,以其對土地利用類型的可判讀性和現實性,為移民安置容量分析確定提供了新手段。
三、地理信息系統(GIS)
GIS技術可自動制作平面圖、柱狀圖、剖面圖和等值線圖等工程地質圖件,還能處理圖形、圖像、空間數據及相應的屬性數據的數據庫管理、空間分析等問題,將GIS技術應用于工程地質信息管理和制圖輸出是近幾年工程地質勘察行業的熱點和發展趨勢。目前,國內應用較多且比較成熟的專業軟件是由中國地質大學開發研制的MAPGIS,是一種專業的地理信息系統軟件。
四、工程物探技術
在我國工程物探雖然起步較晚,但在水利水電工程勘測設計單位從20世紀80年代初至90年代初逐漸引進和裝備了一些必要的儀器,如信號增強式地震儀、綜合測井儀、電法儀、透視儀、聲波儀、管線儀、地質雷達和鉆孔彩色電視系統等,使物探儀器得到了全面的更新,其中有些是當時或至今都是世界水平的新儀器,大大地提高了數據采集精度和野外工作效率,促進了物探的發展。
(一)地球物理層析成像技術(CT)。CT技術是利用已有的平洞或鉆孔,通過對采用一定發射和一定接收方式產生的透射波的采集與處理,反演孔洞間巖體的波速值,并對區間巖體進行判斷、評價的一種技術方法。當前在勘探孔洞間了解巖體情況尚沒有一個經濟的、有效的技術措施做進一步工作的情況下,CT技術不失為是一個查明孔洞間巖體總體完整性程度的好方法。做得好,不僅能節約一定的勘探工作量而且還會對巖體物理力學性的整評價質量的提高有所促進。所以“七五”國家重點科技攻關以來,包括“八五”和“九五”攻關幾個涉及水電建設的項目,涉及水利水電工程地質勘探的課題和專題中大多數都涉及CT技術攻關的內容,并獲得許多很有成效的成果。
(二)鉆孔彩色電視系統。a53mm的鉆孔彩電是為適應水利水電工程勘察的大多數鉆孔都是a56mm的金剛石鉆孔而設計制造的;50mm的鉆孔彩色電視是在電子技術發展的基礎上為適應水平風鉆孔觀察而設計制造的,并首次將CCD光電偶合器件應用于鉆孔電視。該產品的特點是電路設計合理,集成度高,性能穩定,與傳統的攝像管探頭相比,具有彩色圖像重現性好、幾何失真小、壽命長、耐沖擊、體積小、重量輕、功耗低等特點,是一個更新換代產品。當前,隨著數字技術的發展,鉆孔彩電又在開發的圖像處理系統基礎上研制出多功能鉆孔彩色電視系統,系統采用工控級主機,形成控制器、監視器、錄相機三合為一的一體化主機。主機可配接多種不同口徑的鉆孔電視探頭,實現圖像數字化實時采集壓縮存儲,成果可刻錄成VCD光盤,還可進行后期圖像處理及制作。
摘要：工程地質學科目前正在經歷著前所未有的挑戰，工程地質專業處境尷尬，工程地質勘察的市場競爭也有真假之別，工程地質分析與研究的深度和廣度嚴重不足，工程地質新技術新方法的應用尚有較大差距，工程地質在工程建設中留下的隱患具有長期性和隱伏性。工程地質面臨的困境，向工程建設敲響了警鐘，也向地質師們提出了更大的難題。
關鍵詞：工程地質巖土工程
1.工程地質學科的爭議
教科書對工程地質學的三種定義：①工程地質學是研究與工程有關的地質問題的科學；②工程地質學是研究人類工程活動與地質環境相互作用的科學；③工程地質學是研究人類工程建設活動與自然地質環境相互作用和相互影響的一門地質科學。
從以上三種定義的實質中均不難看出，工程地質學強調的工程和地質的關系，研究的是人類工程活動與自然地質環境的相互作用。但是，近年來工程地質學科卻正在經歷著前所未有的挑戰，工程地質學被異名為巖土工程學，工程地質勘察被稱之為巖土工程勘察。工程界有此呼聲，學術界有此呼應，一些大專院校也紛紛效仿，甚至工程地質這個專業在高校也被取消了。一時間，似乎工程地質已經成了守舊傳統，巖土工程才是先進時髦的，才是可以適應市場經濟并與國際接軌的。這是近年來分歧最大的爭議。
這些年來工程地質勘察的不景氣以及市場競爭的不規范化，工程地質勘察隊伍增加了巖土工程的業務是完全必要的，但將巖土工程作為工程地質的救世主，則值得商榷了。
根據筆者的理解，巖土工程是一項工程應用技術，是針對地質體的工程缺陷實施的工程措施而進行的一系列設計和施工過程的總稱。巖土工程的任務是“處理”地質體的工程缺陷,使之滿足工程建筑物對地基的工程要求，因此又有“巖土工程處理技術”的別名，說明巖土工程的確是一項實實在在的工程技術。確立工程地質學是一門獨立的學科，盡管也僅僅是本世紀初的事，并不象數學、物理學、天文學等等著名學科那樣歷史悠久，然而，之所以將工程地質定義在“學科”這樣的高度上，是因為她具備學科的一些基本特性和基本理論，這就是地質學的基本特性和基本理論，換句話說，工程地質學的基本理論就是地質學(當然更包括數學、力學、化學等等)，因此，又將工程地質學界定為地質學的一個分支學科或應用學科，這是符合實際的。工程地質學的最新定義也是較為全面的：研究人類工程活動與地質環境相互作用的科學。顯然，工程地質與巖土工程盡管有相似之處，但也有天地之別。如果將巖土工程界定為工程地質學科的一個分支，好象還說得過去；而反過來用巖土工程來代替工程地質，則實在有些牽強附會。
1997年6月20-27日，國際工程地質學會在希臘召開了一次學術討論會，會上決定將本學會名稱改為：國際工程地質學與環境學會。我國組團15人參加，王思敬任團長。隨后國內也有人提出工程地質學會改名，以便與國際接軌，但一直未獲通過。在近幾年的中國地質學會工程地質專委會會議上，學科和學會更名問題的交鋒一直也沒有停止過。我國工程地質界的前輩專家學者們多數也不同意更名，認為如此嚴肅的基礎性應用性學科，沒有必要放棄自己的傳統風格，我國的工程建設任務十分繁重，工程地質學科的研究和發展前景仍然是艱巨和光明的。
2.工程地質工作的任務
在工程建設中，工程地質工作的任務十分繁重，也異常艱巨，主要任務是：①選址，選擇在地質條件上相對最優的工程建筑地區或場地；②評價，闡明工程建筑區或場地的工程地質條件，進行定性和定量的工程地質評價，準確界定工程地質問題；③預測工程建筑物興建和運用過程中地質條件的可能變化，為研究改善和防治工程地質缺陷的措施提供依據；④調查工程建筑物所需的天然建筑材料等。
3.工程地質專業的尷尬
工程地質專業是工程建設的基礎性專業，沒有這個專業，一切工程建設均將成為空中樓閣，這是常識性問題，我們在這里反復強調好象有些多于。然而，現實確讓這一基礎性專業處于一個十分尷尬的境地，主要表現在：
①工程地質專業本身的特殊性、復雜性和實踐性；
②專業不景氣，社會地位和經濟地位與工程地質專業不相適應，工作環境、工作條件的局限，擇業行為中的浮躁動機，專業本身的局限性；
③規程規范存在的問題；
④工程地質勘察技術的局限性；
⑤相關專業對工程地質專業的輕視；
⑥長官意志，某些決策者對工程地質專業的無知或輕視；
⑦世人對工程地質專業的不了解與不理解。
4.在工程建設中的地質教訓
由于地質問題而嚴重影響工程建設的實例太多，教訓太深刻，順手拈來幾個實例：
①云南漫灣水電站左壩肩順層滑坡和建材問題；
②貴州天生橋二級水電站廠址、隧洞等問題；
③貴州東風水電站右壩肩和帷幕線上的巖溶問題；
④烏江彭水水利樞紐前期工作重復問題；
⑤雅礱江錦屏二級水電站巖溶地下水問題；
⑥軟弱夾層的遺漏對工程建設的重大影響，葛州壩、西津溢洪道等。
5.工程地質在工程建設中的決定性作用
任何地質條件下都可以建工程，對嗎？這個問題也是這些年來工程界的一個熱門話題，筆者認為答案是否定的。
①陜西東莊水庫灰巖壩址滲漏嚴重不能建壩；
②小浪底滑坡性質界定對設計的影響；
③天生橋二級水電站移民區是否滑坡對移民安置的影響；
④堤防工程中的堤基垂直防滲引起的環境地質問題，有時可能是決定性的；
⑤地質邊界條件和地質參數對工程設計的影響。
6.相關學科在工程地質中的應用
①系統工程在工程地質中的應用；
②計算機技術在工程地質中的應用；
③遙感、物探、GPS等；
④水工設計施工與工程地質的關系。
清晰的工程概念是地質師所必需的。潘家錚院士對地質師的要求：應該有系統地學習水工建筑物的基本設計理論，計算方法，以及地基缺陷的影響，各種處理的措施，各種成功和失敗的經驗；最好補一些數學、力學、水力學、巖土力學、巖石試驗、有限元分析和計算機應用等方面的基礎課。五十年代初，由于我國水利水電工程地質專業人才奇缺，一批設計師改行從事工程地質專業的學習和工作，后來大都成為工程地質專業的優秀專家。實踐證明，地質師的工程概念清晰，地質工作會得心應手；反之則可能事倍功半。
7.工程地質要面對現實著眼未來
汪恕誠部長最近講話強調：不能老修改設計，因為搞招投標尤其是國際合同，修改設計就意味著被索賠。修改一個設計，似乎節省了某一個工程量，而索賠量比這個還大，大量修改設計怎么得了？汪部長的這段講話似乎在批評設計，實則是水利水電工程地質的一個千載難逢的新的契機。
如何理解汪部長的這段話？我們認為首先要搞清楚為什么修改設計，水利工程因為地質問題而修改設計的可以舉出若干例子來。
修改設計往往賴地質，我們當然可以理直氣壯地說：前期地質工作投入不夠，工程地質條件不清楚，地質基礎資料不準確，工程地質分析出力不夠或分析工作的深度不到家，工程地質問題的界定不明確或界定有錯誤，學術技術問題得不到廣泛的討論和爭論，工程地質問題的真理有時往往掌握在少數人手里。
很明顯，要想不修改設計，地質工作必須做到家，基本的地質工作量必須保證。作為地質師，既要尊重事實，堅持真理，實事求是，還要努力學習，開拓進取，勇于創新，更要勤于實踐，不迷信權威，不違心唯上。工程地質專業的形象靠地質師們去樹立，去維護；工程地質專業在工程建設中的地位也只有靠地質師們自己去爭取
地質師是當今社會最優秀的人才之一，許多人成不了地質師。
人類的進步，社會的發展，未來的世界，永遠也離不開地質師!忽略了地質工作，怠慢了地質師，人類社會將會受到大自然的無情懲罰！
摘要：巖體由結構面和結構體組成，其結構特性是巖體力學行為、變形和破壞形式的主要控制因素。巖體結構控制論是巖體工程的基礎理論。本文從巖體結構的工程地質模型、力學模型出發，總結了現今較廣泛應用的巖體結構力學分析方法，并簡要介紹了巖體結構控制論的工程應用。
關鍵詞：巖體結構控制論工程地質模型分析方法
一、巖體結構的工程地質模型
巖體形成和發展過程伴隨著各種內、外地質營力的作用，從成巖的類型分為沉積巖、巖漿巖和變質巖三大類，由于結構面的存在使巖體具有一定的結構，其結構特性控制著巖體的性質和變形破壞，因此，我們在解決巖體工程問題時，應該從巖體的地質模型出發。孫廣忠教授建立了8個基本的地質模型：水平層狀巖體、緩傾層狀巖體、陡傾層狀巖體、陡立層狀巖體、彎曲層狀巖體、完整塊狀巖體、碎裂塊狀巖體和巖溶化塊狀巖體。孫玉科在研究了大量露天礦和水電工程的邊坡滑坡資料后，歸納出5種具典型意義的工程地質模型，即：金川模型、葛洲壩模型、鹽池河模型、白灰廠模型和塘巖光模型。目前，這些模型廣泛的應用在巖體工程中，從地質模型建立的角度考慮，首先應該調查巖體中結構面的發育特征以及與結構體的組合特征，查明巖體的賦存地質條件，如地下水、地應力條件等，再與上述的基本類型進行對比，選擇適合巖體工程的模型。為了便于后面的力學分析，在建立地質模型時從各基本模型的共性特征入手，并根據工程自身的特點充分體現其個性的一面。因此，建立巖體的工程地質模型是一項系統的工作。
二、巖體結構力學模型
孫廣忠提出了四種巖體介質，并根據介質的特性提出了四種巖體力學的分析方法，表1中是四種力學介質巖體特性。
對于基巖斜坡失穩破壞主要表現為軟弱巖體的蠕滑變形、巖體沿著已存在的地質結構面發生剪切破壞、巖石塊體的塌落和板狀結構巖體的傾倒、上部巖體沿巖層層面或較軟弱夾層發生剪切滑動等。李鐵峰將基巖斜坡的變形模式進行了總結，根據結構面傾向、傾角與斜坡產狀之間的關系，以及軟弱夾層的發育情況，將斜坡的變形模式分為傾倒變形、潰屈型破壞、順層滑動破壞、裂隙滑動、侵入接觸滑動、拉裂－脫離母巖－崩塌、壓縮流變。
三、巖體結構力學的分析方法
早期多數把巖體看成連續的介質，用一些連續的線性分析方法來解決巖體力學問題。根據巖體不連續、方向異性等特點，目前出現了許多的不連續分析方法，如：離散元算法、塊體理論、DDA方法等，其理論基礎更符合巖體的性狀。
離散元法（DiscreteElementMethod）考慮結構體受力后的運動狀態，以及由此導致受力狀態及系統的變形（塊體運動）隨時間的變化，該法由Cundll于1971年首次提出，用來計算結構面和結構體組成巖體的非連續變形，以后又進一步發展了考慮塊體本身的彈性變形，并推廣至三維和動力問題。目前，離散元應用的文章較多，而研究基礎計算方法的文章很少，因此，加強離散元法基礎理論、基礎算法及誤差分析方面的研究，汲取有限元法等數值方法的優點，使之既能保持在描述散體的整體力學行為和力學演化全過程方面的優勢，又能有效描述介質局部連續處應力狀態和變形狀態，使離散元法的模型建立真正滿足幾何仿真，物理（本構）仿真，受力仿真和過程仿真的原則，是離散元法研究領域的首要工作。
塊體理論由石根華（1977）提出并在美與Goodman合作完善起來的，應用幾何學、拓撲學碎裂結構巖體。近些年，塊體理論在巖體工程中應用十分廣泛，E.Hoek等（1998）應用塊體理論開發了用于地下開挖工程的分析程序—Unwedge；2001年Rocscience公司推出了Swedge4.0，該軟件可以用來計算邊墻塊體的體積及穩定系數。汪衛明、陳勝宏（1998）在矢體概念的基礎上開發出三維巖石塊體系統的自動識別方法，該方法能夠有效解決包含不規則地形面和非貫通結構面等情況下的復雜塊體的識別問題；盧波、陳劍平等通過應用隨機不連續面三維網絡模擬技術對復雜有限塊體的自動搜索及確定其空間幾何形態，并提出了“有形即是有限”的分析方法；張子新等把分形幾何與塊體理論相結合，提出分形塊體理論，建立分形塊體理論赤平解析法，并把隨機概率模型引入分形塊體理論，研究了三峽高邊坡關鍵分形塊體的滑落概率和分形塊體的大小及其分布密度；張子新等將赤平投影圖解析化，提出了塊體理論的赤平投影解析法，并應用該法分析了某礦卷揚機硐室的穩定性；趙文把概率理論引入節理跡長分布的研究之中，推導了多組節理切割巖體形成關鍵塊體概率的計算公式，從而使原來的一些關鍵塊體轉化為穩定塊體，減少了關鍵塊的數量。
近年來，石根華又將塊體理論進一步發展，1993年由石根華提出的塊體系統不連續變形數值分析新方法，簡稱為DDA方法，該方法是求解塊體系統連續變形、大變形和大位移數值分析方法，塊體的形狀可以是任意的凸凹多邊形，塊體間也不一定要求角點接觸。國內已研制了二維DDA程序軟件，并與日本九州大學環境地盤工學研究中心合作將三維塊體分析方法應用于三峽船閘高邊坡的巖體穩定分析，并對船閘開挖施工過程及其支護效果的數值模擬，繪制了各開挖步序的巖體變形等值線圖。
四、巖體結構控制論的工程應用
隨著國民經濟的發展和大型建設項目的實施，涉及到大量的地下工程建設項目，如采礦巷道、道路隧道、水電工程的地下洞室等。地下工程的一項主要研究工作就是分析圍巖應力重分布特點以及變形破壞規律，這些都要受到巖體結構的控制。例如：康立勛通過研究塊狀結構巖體中自重應力傳播的法則，得到了巖體的應力大小受巖塊數量以及巖塊幾何參數控制的結論，并將研究結果用于計算煤炭地下采場頂結構載荷。隧道工程中巖爆和巖體結構關系密切，完整性好的巖體易發生巖爆，當節理裂隙發育到一定程度一般不會發生巖爆；巖層的層厚狀態及層面與洞室的空間組合關系與巖爆有重要的關系；優勢節
理組與最大主應力的夾角大小也與巖爆緊密相關。
上面提到了巖質邊坡變形破壞形式主要受控于巖體的巖性和結構特性。如：河西走廊金川露天礦上盤西區邊坡變形破壞、烏江雞冠山崩破壞和清江水布埡水利樞紐馬崖高邊坡等屬于傾倒破壞；因此，分析巖體穩定性時，應根據巖體的巖性、巖體結構特性等對邊坡進行分區，分析各區巖體力學機制和變形破壞機制，再結合邊坡開挖各項參數計算邊坡穩定性。
一般計算地基沉降變形時，把地基巖體當作各向同性介質，未考慮結構面的影響。其實，當巖體中的節理裂隙發育程度及方位滿足某種條件時，則地基的滑移變形將受其中的優勢結構面控制。如：章楊松等對潤揚大橋節理化巖體，運用優勢結構面理論，分析確定了影響和控制巖體地基沉降變形的優勢結構面組合，提出了“優勢結構面模型”與“遍有節理單元模型”數值分析確定巖體地基沉降變形的聯合算法。遍有節理單元模型是考慮遍布巖體中的節理對巖體的受力和變形的影響的數值分析方法計算時輸入了眾多組結構面的參數，而考慮優勢面時只輸入兩組左右優勢面的參數，次要的結構面則忽略之。在相同力條件下，考慮優勢結構面影響時，計算的地基變形大于不考慮優勢結構面影響時計算的地基變形，說明優勢結構面對地基的變形有明顯的影響，因而也將影響地基的承載力。
五、結論
本文從巖體工程地質模型、結構力學模型、分析方法和工程應用這四個方面總結了巖體結構控制論的研究和應用現狀。根據巖體的巖性特征、結構面發育情況、巖體的地應力、地下水條件等建立巖體的工程地質模型，并將巖體劃分為四種力學模型，分析巖體結構控制下的變形破壞機制。介紹了目前用于不連續巖體結構計算的方法。對巖體結構控制論在地下工程、邊坡工程、庫岸工程和地基基礎中的應用作了簡單介紹。
摘要：針對施工圖設計階段，提出壩陵河懸索橋西岸隧道式錨碇及其邊坡的巖體工程地質力學研究建議，包括：錨碇圍巖工程地質條件研究、錨碇圍巖工程力學特性研究、錨碇圍巖滲透及抗溶蝕特性研究、錨碇及其圍巖相互作用三維數值模擬研究、錨碇隧道鉆爆開挖及支護的施工技術試驗、錨碇錨固系統試驗和大體積混凝土澆筑防裂的施工技術研究。
關鍵詞：懸索橋隧道式錨碇施工圖設計階段巖體工程地質力學研究建議
1前言
壩陵河大橋離擬建貴州省鎮寧至勝境關高速公路起點約21km，地處黔中山原地帶。高速公路在關嶺縣東北跨越壩陵河峽谷，峽谷兩岸地勢陡峭，地形變化急劇，高差起伏大，河谷深切達400～600m。橋址區屬構造剝蝕、溶蝕中低山河谷地貌。巖石建造類型以碳酸鹽巖與陸源碎屑巖互層，以碳酸鹽巖構成峽谷谷坡，以碎屑巖互層構成谷底及緩坡為基本特征。壩陵河流向與區域地質構造線方向(NW)基本一致。河谷西岸地形較陡，地形坡度40～70°，近河谷一帶為陡崖。橋位區西岸（關嶺岸）錨碇地段處于斜坡中部，出露的巖層有三疊系中統竹桿坡組第一段（T2z1）中厚層狀泥晶灰巖和楊柳井組（T2y）中厚層狀白云巖[1,2]。弱風化巖體直接出露于地表，微新巖體埋深30～50m。
壩陵河懸索橋主跨1068m，橋面總寬度24.5m，東岸錨碇采用重力式錨，西岸錨碇采用隧道式錨。西岸隧道式錨碇在技術設計中全長74.7m，最大埋深78m，主要由散索鞍支墩、錨室（34.7m）和錨塞體（40m）三部分組成，兩錨體相距18～6.36m。錨塞體和錨室為一傾斜、變截面結構，上緣為圓形，下緣為矩形，縱向呈楔形棱臺，矩形截面尺寸為10m×5.8m～21m×14.5m。西岸每根主纜纜力（P）約為270MN，水平夾角約26°。錨體中設預應力錨固系統，主纜索股通過索股錨固連接器與錨體中的預應力錨固系統連接。
懸索橋錨碇在承受來自主纜的豎向反力的同時，主要還承受主纜的水平拉力，是懸索橋的關鍵承載結構之一，其總體穩定性和受力狀態直接影響到大橋的安全和長期使用的可靠性。壩陵河懸索橋是鎮寧－勝境關高速公路的重要節點，針對該大橋施工圖設計階段，本文提出壩陵河懸索橋西岸隧道式錨碇及其邊坡的工程地質力學研究建議。鑒于錨碇型式受到地形、地質條件的限制，國內外采用隧道式錨碇的大跨懸索橋為數較少[3－7]，見諸文獻報道的更少，本研究建議有不適當之處，請專家批評指正。
2巖體工程地質力學研究建議
2.1錨碇圍巖工程地質條件研究
西岸隧道式錨碇坐落于邊坡淺表弱風化～微新巖體中，弱風化～微新巖體的工程地質條件關系到錨碇隧洞的成洞條件及錨碇體系在主纜拉力荷載作用下的整體穩定狀態。
邊坡淺表部中存在卸荷巖體。巖體卸荷帶是伴隨河谷下切過程或邊坡開挖過程中，由于應力釋放，巖體向臨空面方向發生卸荷回彈變形，能量的釋放導致斜坡淺表一定范圍巖體內應力的調整，淺表部位應力降低，而坡體更深部位產生更大程度的應力集中。由于表部應力降低導致巖體回彈膨脹、結構松弛，破壞巖體的完整性，并在集中應力和殘余應力作用下產生卸荷裂隙。巖體應力的降低最直觀的表現是導致巖體松弛和原有的裂隙發生各種變化，形成新環境下的裂隙網絡。這些裂隙一部分是遷就原有構造裂隙引張擴大經改造形成[8]，有一些是微裂隙擴展后的顯式裂隙，也有在新的應力環境和外動力環境下形成的裂隙。在巖體卸荷、應力降低的過程中，隨著新的裂隙系統的形成，也為外動力或風化營力提供了通道，加速巖體的風化和應力的進一步降低。風化巖體裂隙的增多，是巖體卸荷和風化共同造就的。
西岸錨碇邊坡巖體在淺部節理裂隙發育，巖體透水性較好，滲透系數高；隨著深度的增加，透水性逐漸減弱。深部的巖溶發育情況有待研究。
據初步設計階段工程勘察資料，西岸錨碇邊坡出露的灰巖和白云巖的產狀為：傾向50～80°，傾角48～87°。主要發育三組優勢節理：①155°∠57°；②220°∠34°；③333°∠46°。在巖層層面、不利結構面組合切割和深部巖溶發育情況下，在主纜巨大拉力下，不能夠排除存在深部拉裂滑移面威脅西岸錨碇邊坡整體穩定性的可能性。
錨碇圍巖工程地質條件研究內容包括：
（1）研究從邊坡表部至深部巖體中裂隙的分布密度及張開度變化，揭示巖體的卸荷程度，為錨碇施工期和運行期邊坡巖體質量評價以及巖體質量變化趨勢提供可靠基礎資料；
（2）在巖層層面和不利結構面組合切割下，由于錨碇工程荷載，研究巖體中形成的潛在不穩定塊體的安全度以及西岸錨碇邊坡的整體穩定性；
（3）采用地球物理勘探方法，研究邊坡深部溶蝕裂隙與溶蝕洞穴的分布規律及其發育特征。
2.2錨碇圍巖工程力學特性研究
主懸索的巨大拉力通過索股、錨桿傳人隧道中填充的（預應力）混凝土，再通過（錨塞體）混凝土與隧道巖體的摩阻力和粘結力傳遞給周圍的巖體。隧道式錨碇在巨大主纜拉力荷載作用下，不僅要維持自身的抗拔穩定，同時還要將自身承受的主纜拉力傳遞到錨碇圍巖中，以充分利用圍巖的承載能力，使錨碇和圍巖共同作用形成一個整體的承載體系。
錨碇圍巖工程力學特性研究包括三個方面：
（1）錨塞體與巖體之間的抗剪摩擦力學性能[9，10]和粘結特性試驗研究；
（2）錨碇下部及兩錨體之間的巖體處于復雜的拉剪應力狀態，研究錨碇圍巖在拉剪應力下的變形及強度特性，尤其是弱風化～微新圍巖在拉剪復雜應力下的變形、強度及疲勞試驗研究，模擬其破壞現象和破壞過程，從而掌握其破壞機制；
（3）巖體在中度～輕度工程爆破開挖擾動下的力學性能研究。
錨碇圍巖工程力學試驗目的是確定錨碇邊坡巖體力學參數建議值，供設計和三維數值仿真采用。建議在設計錨碇區域附近開挖一試驗斜硐，采取巖樣，并在硐壁打適量鉆孔，進行室內巖石力學試驗和原位巖石力學性質及配套的各項試驗研究工作。主要包括室內巖石力學三軸剪切試驗、節理（裂隙）測量、巖體變形特性（靜載）試驗、巖體抗剪（抗剪斷）試驗、巖體抗拉試驗、混凝土與基巖膠結面抗剪和摩擦等試驗和硐室聲波普測、硐室地球物理勘探、含水量測試、鉆孔聲波測試、鉆孔壓水試驗等試驗研究工作。錨碇系統的摩阻力由基巖與錨碇系統接觸面的正應力與摩擦系數來決定，摩擦系數一般由相似原理進行模型試驗或現場測試得到。硐室地球物理勘探是查明錨碇圍巖（主要是錨碇下部及兩錨體之間的巖體）中的巖溶發育情況。
試驗資料的整理應通過對現場和室內大量試驗數據的綜合分析，結合現行有關行業規范（規程）和工程經驗的類比，提出西岸隧道式錨碇邊坡區域巖體力學參數建議值，供設計采用。
2.3錨碇圍巖滲透及抗溶蝕特性研究
壩陵河懸索橋西岸錨碇圍巖為弱風化～微新的灰巖和白云巖，屬于易溶蝕化巖體。錨碇邊坡地段地下水主要為（節理）裂隙水、巖溶裂隙水和巖溶孔（洞）穴水。西岸隧道式錨碇錨體混凝土澆筑后，在邊坡巖體中形成不透水體（阻滲體），從而改變錨碇邊坡的地下水滲流場。可以預見，地下水將從錨塞體混凝土邊緣繞滲，因此錨塞體與圍巖的交界部位巖體更易遭到溶蝕，削弱錨塞體混凝土與圍巖之間的摩阻力和粘結力。錨碇圍巖滲透特性的研究應著重錨塞體與圍巖的交界部位巖體的滲透性能與抵抗溶蝕的能力的試驗研究。
為防治錨塞體與圍巖交界部位巖體的溶蝕危害采取的工程措施，主要是加強錨碇邊坡坡面的排水工程。
2.4錨碇及其圍巖相互作用三維數值模擬研究
由于懸索橋安全是依靠錨碇固定橋的體系，錨碇發生移動將嚴重影響橋梁體系，甚至導致橋體破壞，因此研究西岸隧道式錨碇的錨塊及其圍巖在主動拉力作用下的穩定性、瞬時變位與長期變位是相當重要的。應建立真實反映隧道式錨碇錨體和圍巖二者相互作用、考慮施工過程非線性、地質結構面影響等的三維數值仿真模型，對錨碇穩定性及變位進行預測[11]。
2.5錨碇隧道鉆爆開挖及支護的施工技術試驗
根據西岸隧道式錨碇為傾斜、變截面的工程特點，需研究錨碇隧道的鉆爆開挖以及支護的施工技術[12－14]。在隧道式錨碇施工過程中，自始至終都要注意嚴格控制圍巖的完整性，盡量避免對圍巖產生過大的擾動。為保證主纜等硐內鋼結構的使用壽命，錨碇的防水按GB50108－2001二級標準進行控制，要求較高。施工開挖后應對圍巖中的塑性變形帶進行擠密壓漿處理，以使錨塞體混凝土與圍巖緊密結合。
2.6錨碇錨固系統試驗
試驗目的是驗證用于壩陵河大橋錨碇錨固系統的各產品力學性能是否滿足設計要求。試驗內容包括錨拉桿組件靜載試驗、疲勞試驗及錨具組裝件靜載試驗和疲勞試驗[15]等。
2.7大體積混凝土澆筑防裂的施工技術研究
壩陵河懸索橋西岸隧道式錨碇錨塞體混凝土澆筑量約2×12143.322m3。錨碇結構混凝土澆筑量大，強度高，對施工工藝及養護維修提出了更高的要求；而大體積混凝土澆注施工由于受多種因素影響，若措施不當，很容易出現裂縫，影響到錨塞體混凝土的整體性強度以及鋼筋的耐久性和實用性。西岸隧道式錨碇錨塞體大體積混凝土澆筑防裂技術從混凝土原材料選取和配合比的選擇、降低原材料溫度和控制混凝土拌和物溫度、合理選擇澆筑工藝和保證整體質量、有效控制混凝土內外溫差到對混凝土溫度進行監控及時掌握混凝土溫度變化動態等一系列技術措施[16－22]，都可借鑒汕頭海灣懸索橋、宜昌長江公路大橋和重慶鵝公巖大橋的做法。
3結語
針對施工圖設計階段，提出壩陵河懸索橋西岸隧道式錨碇及其邊坡的巖體工程地質力學研究建議，包括：錨碇圍巖工程地質條件研究、錨碇圍巖工程力學特性研究、錨碇圍巖滲透及抗溶蝕特性研究、錨碇及其圍巖相互作用數值模擬研究、錨碇隧道鉆爆開挖及支護的施工技術試驗、錨碇錨固系統試驗和大體積混凝土澆筑防裂的施工技術研究。
摘要：本文結合南京地區深基坑實例，針對基坑失穩所造成環境工程地質問題，分析了地質問題所產生的原因，提出了防治對策，對深基坑施工的順利進行及保護周邊環境具有一定的實際意義。
關鍵詞：環境工程地質深基坑管涌流砂
1引言
環境工程地質問題的主題是人類工程—經濟活動引起的地質環境的異常變化。以往對城市環境工程地質問題研究的比較多的主要是過量開采地下水而引起的地面沉降。近年來，一些特大城市的超高層建筑均有地下室，那么建地下室便需進行基坑的開挖，基坑開挖對周圍地質體、環境、生態等均產生一定的影響，即會產生一系列的環境工程地質問題，這些問題的嚴重程度與場地的地質條件、基坑開挖深度以及周邊的環境等有關。下面以南京地區為例來分析深基坑開挖中的環境工程地質問題。
南京位于長江邊，有近四分之三的地域位于長江及秦淮河古河道漫灘區，地層軟弱，工程地質條件復雜。地層上部以粘性土為主，下部以砂，礫石層為主，自上而下可劃分為雜填土、可塑狀粘土、淤泥質粉質粘土、可塑－硬塑狀粘土、軟塑狀粉質粘土、粉砂或粉土夾軟塑狀粉質粘土、粉細砂、細砂，中粗砂，礫砂，碎石土等。這種地層比較突出的特點是上部粘性土層為軟土層與硬土層互層結構，在軟土層中夾有粉細砂層透鏡體，下部砂層的厚度較大（3－40m厚），為承壓含水層，南京地區的超高層建筑的地下室一般為一、二層，有的達三層，開挖深度一般超過6.0m。深基坑開挖主要在上部粘性土中進行，設有二層地下室的深基坑開挖一般都穿過上部粘性土而深入至下部的砂層中。由于南京地區具有這種特殊的地層結構，因此在深基坑開挖過程中的環境工程地質問題是較為突出。
2環境工程地質問題分析
南京地區深基坑開挖的環境工程地質問題主要為基坑邊坡滑移、基坑涌水、流砂及其引起的地面沉陷、基坑井點降水引起的地面沉降、道路開裂、房屋開裂等。
2.1基坑邊坡滑移
南京地區深基坑開挖一般為垂直開挖，邊坡以松軟粘性土為主，在不采取任何有效支護措施的情況下，邊坡會失穩而產生滑移或坍塌，有的即使采用支護，如果支護不當，擋墻也會整體位移，使護樁變形，坑底隆起，邊坡會失穩而產生滑移。如南京交通銀行，基坑深6.7m，擋土樁為鉆孔樁，其后設置直徑0.3m的旋噴樁作止水帷幕，地下水位在地表下1.0m處。由于鉆孔樁和止水樁質量差，止水帷幕未現成，基坑開挖后，東南角樁間出現大量涌泥和流砂，擋土墻向基坑內側傾斜達0.2m，樁后現成了5～10cm的地面裂縫，邊坡滑移，使東南面的和平電影院嚴重開裂破壞，被迫停業拆除。
2.2基坑涌水、流砂及其引起的地面沉陷
南京地區的地下水位埋藏較淺，深基坑開挖過程中，改變了原有地下水的平衡狀態，地下水便向基坑內產生流動，尤其是基坑壁或基坑底揭露砂層時，由于砂層的透水性較好，故地下水涌水現象更為嚴重，如不采取控制地下水的措施，則嚴重影響施工或無法施工。另外，如果砂層中的動水壓力超過砂土本身抗滲能力時，則松散的砂土會部分或整體伴隨地下水一起涌入基坑內（流砂），上部粘性土層中砂層透鏡體流出后，會在粘性土中產生空洞，若空洞較大且距地面較近則會導致地面沉陷；同時由于地下水位的下降，使土體中孔隙水應力降低，有效應力增加，土體產生新的壓縮變形，從而使地面產生沉降。如南京軍區空后制藥廠廠房基坑下面有一薄層不透水層，但該薄層不透水抵擋不住水頭壓力時，現成管涌；南京千帆大廈基坑由于存在連續厚層粉砂，砂土，選用壓密注漿對止水缺陷補強失效，造成大量漏水、涌砂，引起基坑旁側部分塌陷。
2.3降水引起地面沉降
南京地區很多深基坑在開挖過程中遇到坑底含水砂層，則在承壓水壓力的作用下，會產生涌水、涌砂現象。如果基坑底為厚度不大的粘性土，承壓含水砂層中的地下水會沖破粘性土層而產生突涌現象（即涌水、涌砂）。為防止這種現象的發生，南京地區多采取隔水（如帷幕灌漿）或降水措施，其中井點降水是深基坑防護中較為經濟且效果比較顯著的方案，因此南京地區許多超高層建筑均采取了這種控制地下水的措施。但由于抽取地下水使地下水位下降進而引起地面沉降，沉降過大將危及周圍建筑物及道路管線的安全。如南京東正大廈基坑工地西側在97年11月28日下午發生長約30m，寬約1.0m，深為2.0m左右的地面塌陷事故，距其深基坑支護結構約為5.0m左右。造成的原因為基坑采用井點降水，周圍地下水位降低，孔隙水壓力減小，有效應力增大，引起土層壓密，導致地面沉降。
2.4不均勻沉降使房屋和道路開裂
由于基坑降水使地下水位降低、有效應力增大而使地基產生新的、不均勻的壓縮變形。經對相鄰建筑物及道路的變形監測，這種變形的不均勻程度隨離基坑距離的減小而增大，當這種不均勻變形超過了建筑物和路面的承受能力時，就會產生破壞而造成房屋和路面的開裂和下沉。如南京國貿中心基坑，原設計雙排深層攪拌樁止水，后因施工場地不夠，僅施工一排深層攪拌樁止水，造成基坑開裂，中山東路主干道路面開裂。
3事故防治
由于在基坑支護結構上的作用具有許多不確定因素，以及在設計理論上存在著不完善現狀，要避免產生重大基坑事故的最好辦法是采取預防為主的對策。因此只要在施工期間引起高度重視，采取有效的防治措施，則可將環境工程地質問題所產生的危害減至最小甚至根除。選擇防治措施考慮的因素主要是環境工程地質問題的類別以及基坑周邊的環境狀況。南京地區深基坑周圍一般建筑物多，道路縱橫，管線交錯，支護方案的實施要確保這些民用設施的正常使用。南京地區最早的基坑開挖深度一般不超過8.0m，因此當時所采用的支護技術比較單一，主要是懸臂型支護排樁，如打入或靜壓預制樁，大直徑鉆孔或挖孔灌注樁等，其作用主要是支撐基坑周圍土體。后來隨著基坑開挖深度加大（深度一般大于10m），深基坑開挖中的環境工程地質問題愈來愈復雜，對引起基坑事故的原因，通常可以歸納為以下幾個主要方面：
3.1地下水滲漏
在開挖過程中會經常遇到支護墻上的局部滲漏。這些滲漏主要是施工質量引起的。如果滲漏點的水量不大，而且水中基本上不夾帶泥沙，此時只要及時用塊凝材料把漏水點堵住就可以了。
如果墻面上出現具有一定壓力的較大漏水，而且在水中夾帶著較多泥砂，在開挖面上明顯的泥沙沉積。此時，在墻背往往伴隨發生較大的地面沉降，地下水位出現聚降，對于這種情況需要給予高度重視。首先應該了解墻背水源補給情況，如有上下水管漏水，必須及時修復。待漏點的水壓減低后，馬上在基坑內把漏洞堵好。隨后要進一步觀察在開挖面上沿墻邊附件有沒有隆起、冒砂或冒氣現象，在沉積的砂堆中仔細觀察有沒有存在滲水通道。如果存在這種現象，表面開挖面以下還有墻體施工質量，或者可能是支護結構抗滲流不夠。這種情況下，應該暫停基坑內挖土，并根據具體情況立即采取補救措施。常規方法如有：
（1）用地質雷達等物探手段查明墻背土體中可能已經現成的空洞，以及空洞的位置和大小，然后用注漿或高壓噴射等方法把空洞填實，增補隔水帷幕。
（2）在基坑內，把開挖面以下的沿著支護墻的那部分土層進行注漿加固，提高土體的抗滲性能。土體的加固寬度可取墻體在開挖面以下插入深度的1／2，加固深度一般不超過4m，或根據抗滲驗算確定。
3.2承壓水影響
在基坑底部有承壓水，而且坑底的不透水土層又沒有足夠的厚度時，容易時坑內土體產生較大的隆起，嚴重時可能沖潰基坑底部的不透水層，在基坑外側土體頂面引起較大的地面沉降。在發生隆起破壞之前，可能雜支護墻邊以及支撐立柱四周看到冒水，冒砂現象。對待承壓水，可以采用穿過坑底不透水層的減壓井處理。
3.3土體變形
如果支護結構強度不足，墻體剛度較小，插入深度不夠，或者在墻后有大量的水土流失，會有可能引起土體滑動，使支護構件遭到破壞，甚至導致整個支護結構倒坍；在地面現成裂縫，產生大量沉降甚至塌陷；在基坑內產生大量隆起，使主體工程的工程樁產生位移。同時，使周圍環境受到嚴重破壞。遇到這種情況，一般可采取如下措施：
（1）封堵在地面出現的所有裂縫，防止雨水或其它地面水流入縫隙。
（2）清除基坑周圍的地面荷載，并盡可能卸除部分基坑邊上的土方，以減小支護結構上的側向荷載。
（3）情況嚴重時，應立即向基坑內回土，待土層加固后再重新挖除。
（4）將基坑內外沿滑動面上下進行加固，滑動面的位置可以根據現場所表現出的滑動現象，結合工程地質資料進行估計。加固的方法可采用能有效的提高土層抗剪強度的地基處理方法，如注漿，高壓噴射等，也可以沿滑動面打抗滑樁加固。
以上各種事故搶險措施中，注漿方法是一種不得已的方法。因為處理不妥往往會由于注漿壓力使地基土的原狀結構破壞而于事無補。因此必須嚴格控制注漿壓力，寧低不高，寧慢不快。而且應在漿液中摻合高效速凝材料。
4結束語
近年來，南京地區超高層建筑深基坑開挖所采取的支護措施種類繁多，總的來看，大多都是成功的，但有些基坑也出現一些大小事故，造成了經濟上的巨大浪費，但迄今為止尚未出現整體塌坑的毀滅性事故。因此深基坑開挖的規范化、程序化、科學化對減少或防止深基坑事故即環境工程地質問題所產生的危害無疑是有積極作用的，尤其是在基坑開挖之前通過詳細的工程地質勘察，分析與評價可能出現的環境工程地質問題，在此基礎上，進行合理的支護設計是必不可少的；此外基坑施工期間強調信息化施工，即施工過程中隨時監測，發現問題及時反饋，重新修改或補充設計從而進一步指導施工。
在這里我要首先感謝羅老師近兩年來給我的諄諄教誨，您不僅讓我學會了書本上的知識，同時也讓我懂得了如何做人的道理，更教會我如何更好地去適應社會，在今后的人生道路上您的一言一行都將會為我的前進道路指引方向，我會永遠銘記師恩。學生在這里祝您：身體健康，萬事如意。
摘要：現有的地理信息系統(GIS)都主要表達二維的地表地物的圖形和屬性信息，要擴展到真三維包含地下地質結構的地質信息系統還有差距。本文分析了工程地質體三維建模與可視化研究的關鍵技術問題,并結合金沙江某水電工程壩址區的三維地質建模進行了初步開發和應用。
關鍵詞：工程地質三維建模與可視化地質信息
1前言
現有的地理信息系統(GIS)都主要表達二維的地表地物的圖形和屬性信息，要擴展到真三維包含地下地質結構的地質信息系統還有差距。一個大型地質工程項目從可行性研究階段、初步設計階段到詳細設計階段，乃至到工程施工與運行階段，往往積累了大量的地質資料，用三維模型圖形圖像來表達和解釋如此龐大的資料，比光靠數據庫和圖表圖紙等傳統手段來得有效的多。建立工程地質體的三維模型，處理巖層界面與結構面組合關系，逼真反映地下主要地質結構全貌，將為工程地質工作者分析研究工程地質現象和發現掌握巖土體結構規律，提供一種嶄新的研究手段和研究方法。
國外三維地質建模和可視化研究發展較快。加拿大阿波羅科技集團公司推出的三維建模與分析軟件MicroLYNX，通過對離散點采樣、鉆探采樣和探槽采樣等空間數據的處理，產生剖面、塊和面等模型，確定礦藏分布和等級變化并計算礦藏儲量。加拿大GemcomSoftwareInternationalInc.公司開發的Gemcom軟件通過鉆孔、點、多邊形等數據，利用實用的圖形編輯和生成工具，顯示鉆孔孔位分布，運用不規則三角網建立表面和實體模型，運用多義線圈閉巖層和礦體邊界進行儲量和品位分析，提供了交互操作功能并允許用戶根據自己的經驗和專家知識勾畫地質模型，實現任意剖面切割任意角度觀察和實體與實體或實體與表面的交切與布爾運算等。國外軟件主要是瞄準采礦工程，能夠較好地滿足采礦工程活動中的礦產資源勘探和評價、地下礦井和露天礦坑設計和規劃、礦產資源管理和采礦生產管理等需求。美國Kinetix公司開發的3DStudioMAX，Alias/Wavefront公司開發的Maya和微軟公司開發的Softimage等大眾化的三維建模軟件，在構建工業和建筑模型與動畫制作方面有其獨到之處，但交互查詢的功能較弱，與工程勘測數據庫結合并應用于工程地質三維建模方面還有較大距離。
張菊明等對風化帶分布、多層地層等地質信息的可視化和斷層錯斷巖層的表達和顯示的算法[1,2]進行了較為深入的研究，為工程地質三維可視化軟件的開發準備了數學基礎，并借助AutoCAD平臺實現了復雜三維地質圖形的顯示。國內的靈圖VRMap地理信息系統軟件有較強的地形模擬和地表地物的查詢功能，但不是真三維的地質建模工具。北京東方泰坦科技有限公司開發TITAN三維建模軟件，基于框架建模的思想，利用平行或基本平行的剖面數據，建立起三維空間復雜形狀物體的真三維實體模型，但目前只是初步的三維建模與圖形處理的引擎，在面向具體專業時，需要添加或擴充專業模塊，比如工程地質專業模塊等。
縱觀國內外幾種軟件的研究與開發現狀，它們為工程地質三維建模與可視化打下了很好的技術基礎，提供了很寶貴的開發經驗。但是，對于工程地質專業的地質體建模與可視化分析的針對性不強，不能夠很好地滿足工程地質生產與研究的專業功能需要。因此本文將從分析工程地質的三維建模和可視化的關鍵技術問題入手，簡單描述作者在工程地質三維建模和可視化方面的初步開發研究成果。
2關鍵技術問題分析2.1離散數據的插值與擬合
工程地質復雜地質體中的各種地質信息，包括地表地形、地下水位、地層界面、斷層、節理、風化帶分布、侵入體及各種地球物理、地球化學、巖土體的物理力學參數或數據的等值面(線)等，都可以看作是三維空間中的函數，它們的擬合函數要根據實際勘測數據建立，實測數據越豐富，越能夠真實描繪出這些信息的空間分布規律。地表地形測量數據、地下水位埋深測量信息等的單值曲面圖形生成可歸結為雙自變量離散數據的插值和擬合，多值曲面如倒轉褶皺和空間等值面等，則應采用多參變量插值等其他一些較復雜的方法。空間曲面插值函數有以下構造方法，如與距離成反比的加權方法(Shepard方法)，徑向基函數插值法(Multiquadric方法)[3]，平面彈性理論插值法[1,2]等，它們同樣適用于單個連續地層界面、地球物理勘探數據、地球化學勘探數據以及巖土體物理力學參數在地質體空間的分布。
2.2三維數據結構
工程地質體一般是不規則形體，在計算機圖形學中曲線和曲面總是分別通過很多微小直線段和微小三角面逼近來模擬地層巖性界線和巖層曲面，即巖層界面（和地表曲線、地下水位面等地質層面界線）和巖層曲面都分別是許多微小直線段和微小三角面的集合。地質體三維空間數據結構是工程地質三維建模和可視化的基礎，這就要求必須具備有效的分層的三維數據結構，能夠確保人機交互和查詢的實現。
2.3曲面求交
地質體中存在大量各種層面，當出現地層不整合、斷層錯斷巖層、地層尖滅和地下水出露于河谷地表等情形時，就自然會遇到曲面間求交的問題；地質體三維模型的上部邊界是地表曲面，通過數學方法擬合出的巖層面或地下水位面不應超出地表曲面，即超出部分不應顯示。同樣的，當顯示多層地層時，下面的每一巖層應以其上一巖層為邊界。因此，為了可視化地層界面必須要解決地層面與地表、斷層面和其他地層面的求交問題。另一方面，在剖面圖成圖時，地質界線的繪制是通過顯示剖面(平面)與各種地質界面(曲面)求交所得出的交線。因此曲面求交包括地質界面（層面）之間的相交，和地質界面與剖面的相交兩類問題。
2.4三維拓撲結構分析
從地質學角度看，拓撲是地質對象間關系的表格，拓撲表存儲層位間上覆、下伏和交切(被斷層切割后地層的拓撲表達)等的地層學關系及地質空間位置關系。拓撲也可視為允許這些地質關系合理儲存的數據結構。例如，考慮多層地層，上一個巖層的底面和與其相鄰的下一個巖層的頂面是上下巖層這兩個實體的公共部分或共享邊界，它們之間的拓撲關系就是相鄰和同一的關系，在存儲數據時只存儲上一個巖層的底面或其相鄰的下一個巖層的頂面，即相鄰巖層的邊界曲面可以存為一個地層曲面，大大減少數據存儲量。評價地質模型系統的優缺點往往決定于描述地質對象所用的拓撲結構[4]。
2.5可視化技術
工程地質復雜地質體可視化，是利用計算機技術將工程勘測獲得的數據，轉換為形象直觀的便于進行交互分析的地下地質結構空間形態的立體圖和剖面圖形，其基礎是工程數據和測量數據的可視化〔5〕。利用可視化技術可以從龐大的地質勘測數據中構造出地質工程中對于邊破穩定性和地下硐室變形破壞等起關鍵作用的巖層和結構面，并顯示其范圍、走向和相互交切關系，幫助工程地質人員對原始數據做出正確解釋，繼而為工程地質分析具體問題提供決策支持。
3工程地質三維可視化技術的初步開發與應用3.1研究框圖
工程地質復雜地質體三維建模與可視化的研究框圖如圖1所示。
基于離散采樣數據的插值與擬合的思想，即將離散數據轉化為連續曲線曲面,工程地質復雜地質體三維建模與可視化的過程是，從勘探數據庫中提取各種地質信息的坐標位置及巖土體的物理力學參數，通過不同的擬合與插值函數得到地質層面(曲面)和地質實體的三維計算機圖形顯示，表達地質信息在研究區域內的分布規律。生成地質巖層面和地質實體后，實現從任意角度觀察建立的模型，實現根據指定的剖面走向、傾向和傾角生成垂直剖面。
3.2初步開發與應用3.2.1工程勘測空間數據庫管理
在收集整理現場勘測數據后錄入金沙江某水電工程勘測空間數據庫各分項數據表，這些數據表不僅包括地質信息的位置數據，更重要的是提供屬性數據。
以地層巖性數據表為例，要求錄入鉆孔編號、巖層起始深度、巖層終止深度、層厚、巖性（地層名稱）、地層代碼（地層年代）、巖層走向、巖層傾向、巖層傾角、接觸關系、地質描述等數據。隨著工程勘測的進展，能夠方便地修改補充和管理勘測數據。圖2是工程勘測數據庫中鉆孔地層系統數據表的管理界面。
3.2.2三維瀏覽
通過孔口坐標和測量數據等的離散數據的擬合和插值法繪制壩址區的右岸地表曲面網格（圖3），進而可在三維圖形環境中進行虛擬現實瀏覽觀察（圖4）。
3.2.3三維地質立體圖
利用工程勘測數據，建立了壩址區右岸三維立體地質圖。該壩址區自上而下地層巖性組合為：第四系崩坡堆積物，侏羅系泥巖、粉砂質泥巖、泥質粉砂巖，三疊系上統厚至巨厚層狀細至中粒砂巖，三疊系上統薄至中厚層狀粉細紗巖、粉砂巖，三疊系上統中厚至厚層狀中粗砂巖。通過有限的工程勘測數據得出的立體圖，能夠較好地滿足工程地質的精度。圖5表達了該壩址區右岸三維地質圖。
3.2.4三維可視化查詢
通過圖形與工程勘測數據庫中的屬性數據的鏈接，實現可視化查詢地層巖性和其他工程地質信息，最終完成向三維地質信息系統的轉變。圖6是一簡單的被斷層錯斷的水平多層地層模型，通過模型的每個地層實體名稱與數據表中的巖石名稱字段對應鏈接，能夠查詢地層的巖性，地質年代，起止深度和地質描述等工程地質人員關心的地質信息。
4結論
(1)運用先進的可視化技術與交互圖形技術建立數據庫，存儲和管理現場勘探實測和試驗數據，建立工程地質體的三維模型，工程地質工作者可隨著勘察或研究工作的不斷深入細致，對研究(工作)區域隨時補充信息來自動顯示地質信息在研究(工作)區域內的分布，從而不斷提高模型精度，并且利用模型反饋回來的信息及時發現已有勘察工作中的不足，從而及時修改勘察或研究工作方案，指導下一步勘探或研究工作的實施。
(2)工程地質三維建模與可視化的深入研究，可以充分利用已有現場勘探實測或試驗數據，達到節約投資減少勘察或研究成本的目的。當現場勘探和試驗數據資料不足情況下，通過對已有數據的插值與擬合到建立三維模型，可以推斷和預測未知區域或研究較少區域的地質信息或巖土體物理力學參數的分布趨勢，從而為減少勘探工作量提供科學的可靠的依據，達到節約花費，為生產或研究部門產生直接經濟效益的目的。
(3)工程地質巖土體是復雜的不規則形體，存在各種地質巖性層面、結構面以及各種空間分布的地質與力學信息，完全表達地質信息的空間分布及巖層和結構面間的位置關系，工程地質三維建模與可視化研究是大有作為的。
1前言
自2003年中國地質學會工程地質專業委員會發起建立“全國工程地質專家庫”以來，得到全國各界工程地質（含巖土工程和地質工程相關專業）行業高科技人員的積極響應，已經收到420余份反饋回來的專家登記表，均已錄入數據庫。“全國工程地質專家庫”已初具規模，從針對服務的行業來說，包括水利電力、鐵路交通、礦山和工業民用建筑等；從專業領域來說，包括工程地質勘察、巖土工程施工、地質災害研究等；從遍及的單位來說，包括高等院校、科研院所、各部委直屬勘測設計院和公司等一百多家；從職稱分布來說，包括工程院院士、勘察大師、教授級高級工程師、高級工程師、教授、副教授、研究員、副研究員等；從工作職務來說，包括院長、副院長、總工程師、副總工程師、經理、校長、系主任等。
入庫的單位及其人數情況：北京國電華北電力工程有限公司14人；長安大學地質工程與測繪工程學院11人；成都理工大學環境與土木工程學院12人；國家電力公司成都勘測設計研究院43人；國家電力公司貴陽勘測設計研究院15人；國家電力公司昆明勘測設計研究院39人；建設綜合勘察研究設計院11人；水利部天津水利水電勘測設計研究院11人；中國科學院地質與地球物理研究所17人；中航勘察設計研究院39人（這里只列出了10人以上的單位）。
2軟件功能
2.1基本功能
①顯示工程地質（地質工程、巖土工程及相關專業）專家基本信息，包括姓名、性別、出生年月、技術職稱、工作職務、工作單位、單位性質、聯系方式。②顯示專家專業特長，工作領域。③打印專家表。④按照入庫序號、姓名和工作單位排序，方便檢索。⑤可隨時登記入庫。
2.2查詢
按照姓名、出生年月、工作單位、單位性質、技術職稱、專業特長、工作領域等單個字段查詢，查詢的結果可顯示專家基本信息、專業特長和工作領域，打印專家表。
2.3高級查詢
多個字段的組合條件查詢，查詢結果可制作報表。
2.4數據庫維護
數據庫管理員能夠輕松完成數據庫的日常維護工作，如添加、刪除、查詢等。
專家庫可用于人事檔案管理、查找工程咨詢專家、聘請工程項目評審專家、查找稿件評閱人、聘任學位論文審閱人等。
3系統界面及功能模塊
3.1主界面
全國工程地質專家庫系統主界面如圖1所示。界面包括菜單區、查詢區、信息管理區和信息顯示區。菜單包括記錄、查詢、管理員和幫助等項。查詢區包括單個字段的簡單查詢和高級查詢按鈕。信息管理區由基本資料、專業特長、工作領域、備注、全表瀏覽、打印、退出按鈕組成，點選不同的按鈕，信息顯示區將顯示不同的信息。
3.2高級查詢界面
點擊主界面窗口中查詢區的高級查詢按鈕會彈出高級查詢窗口，如圖2所示。通過該窗口可生成查詢條件、選擇結果中要顯示的字段、選擇排序字段、選擇組合查詢條件，并執行查詢。查詢結果由查詢結果窗口（圖3）顯示出來。
3.3查詢結果窗口
點擊高級查詢窗口中的開始查詢按鈕就可彈出查詢結果窗口。查詢結果窗口左上部分顯示符合查詢條件的記錄，右上部分是打印全部結果按鈕和打印選中結果按鈕。下部是選中專家的詳細信息，當點選左上部的不同專家，其詳細信息會改變。
3.4查詢結果報表打印窗口
點擊查詢結果窗口中的打印全部結果按鈕將彈出查詢結果報表打印窗口，如圖4所示。上部是打印按鈕、導出按鈕和縮放比例下拉列表框，中間是報表顯示區，下部是頁碼顯示和翻頁按鈕。
3.5選中結果報表打印窗口
點擊主界面信息管理區打印按鈕和查詢結果窗口中的打印選中結果按鈕將彈出選中專家資料報表打印窗口，如圖5所示。
3.6數據庫管理員界面
點擊主界面管理員菜單下的管理員登陸菜單項后，彈出管理員登陸對話框（圖6）,輸入帳號和密碼后，點擊確定按鈕進入數據庫管理員界面（圖7）。
數據庫管理員界面由菜單、工具按鈕、專家信息編輯區和全表數據瀏覽和編輯區組成。工具按鈕包括移動記錄、添加、刪除等按鈕組成，專家信息編輯區用來編輯專家信息，全表數據瀏覽、編輯區瀏覽和編輯數據庫記錄。
4工程地質專家庫系統開發
4.1數據庫
（1）信息來源
通過學術會議、信件和網上下載（見/xwdt-040106.htm）等途徑分發“全國工程地質專家庫專家登記表”，收集反饋回來的原始登記表，錄入數據庫中。
（2）創建數據庫
在MicrosoftOfficeAccess軟件中建立專家數據庫。數據庫中包括的字段有：姓名、性別、出生年月、工作單位、技術職稱、工作職務、專家特長、工作領域、通信地址、郵政編碼、聯系電話、傳真和電子郵箱等，基本涵蓋了專家的基本信息、特長、工作領域和聯系方式。
（3）數據錄入
數據錄入方式有兩種方式：①在Access中錄入；②數據維護方式，即在數據庫管理員界面中輸入數據。
所有專家的信息存儲在一個數據表中，每位專家的信息在數據表中表現為一條記錄。
4.2系統功能的代碼實現
采用MicrosoftVisualBasic6.0作為開發工具，運用其集成開發環境和快速應用程序開發技術，根據軟件的功能模塊分別創建程序界面和窗口（圖1－圖7）。開發過程中使用了ADOData控件、DataGrid控件、DataEnviornment設計器、DataReport設計器等。
下面著重敘述高級查詢的實現。在高級查詢窗口中，用戶填寫的查詢條件包括查詢結果中顯示的字段、where子句查詢條件、字段排序子句，用字符串連接生成SQL查詢語句。然后在專家數據表中查找符合查詢條件的專家記錄并在查詢結果窗口中顯示給用戶。
5結語
中國地質學會工程地質專業委員會建立“全國工程地質專家庫系統”的目是便于相互了解、交流，以滿足各單位部門了解專家專家信息的需求，充分發揮專家作用，更快推進工程地質學科和事業的創新發展。
